毫米波雷达隐藏危险物品探测设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，包括：外壳、雷达发射天线/接收天线、核心处理器及主板、神经网络学习设备、模式识别设备、光学引导设备、高分辨热成像设备。信号发射/接收器位于设备前部，核心处理器及主板、神经网络学习设备、模式识别设备、光学引导设备、高分辨热成像设备位于雷达机壳内部，通过控制、数据传输电缆与设备相连接。本实用新型支持0.25THZ??3THZ频率，具有主动/被动发射/接收模式，可以精确探测50M范围内目标人体上隐藏的危险物品，其物品包括枪支、刀具、塑胶、金属、液体和爆炸物品。系统为目前严峻的恐怖、爆炸等违法和犯罪，提供一种先进的、无创伤的、隐蔽的侦测手段。
【专利说明】
毫米波雷达隐藏危险物品探测设备
技术领域
[0001]本实用新型属于反恐防暴技术领域，涉及一种被动式毫米波雷达成像技术。
【背景技术】
[0002]毫米波雷达成像的研究起始于上世纪90年代，美国最新进行研制采用的是毫米波单通道扫描成像，然而其图像成像的时间是30min，而且其设备灵敏度不够，很难保持各通道灵敏度和增益的一致性，不能实现平面扫描以得到足够多的像素，图像成像效果不好。为了减小设备噪声，在毫米波前段加入低噪声放大器，并且尽量减小低噪放前面部件的损耗；通过采用机械扫描或电扫描方式减少接收机通道数量以实现通道之间的最佳平衡，并且精心选用低噪放和检波器使整个通道最佳匹配。因此，第二代产品的最大特点就是在设备前端加入了低噪放。Millivis1n公司的毫米波监测摄像机，能够提供实时毫米波图像，4m成像技术领域为1.611^2.4111，128乂192像素，分辨率1211111^12111111，温度分辨率小于11(。美国处0」0七公司开发了一种商用实时隐藏武器侦测照相机。该设备采用无源毫米波成像技术及光学成像技术。能探测金属、塑料或复合材料制成的枪支、刀具或炸弹等。设备建立了存有武器和材料的数据库，可将探测到的信息与数据库比较进行判断。该设备采用与水平面具有一定角度的反射板进行扫描，以代替辐射计阵列的扫描，减少有源器件的运动。目前国外市场的被动式毫米波成像设备主要有被动焦平面阵列扫描、多波束频率扫描毫米波成像、三维全息主动毫米波成像。毫米波成像技术的发展趋势主要向提高辐射计温度分辨率、空间分辨率和缩短成像时间、提高图像质量方面，主要表现在研究MMIC技术，使辐射计阵列向小型化、集成化发展，同时提高阵列单元温度灵敏度及增益的一致性，控制辐射计的温度漂移。研究合理的扫描方式，使之用于毫米波成像设备，如频率扫描等，在提高设备分辨率的前提下降低设备成本。研究保持成像温度分辨率不变的条件下，缩短扫描时间的方法，实现由静态图像向动态图像的转变。提高设备的空间分辨率，由8mm频段向3mm甚至更高频段发展。增加图像像素，采用高分辨率算法，提高图像质量。
[0003]目前隐匿物品探测成像设备已得到国内外广泛的重视。毫米波成像设备一般有主动和被动两种工作模式，而在探测人体隐匿物体的应用中，被动工作模式占据着主要地位。被动毫米波成像设备基本原理主要是利用物体所辐射出来的电磁波，利用频谱的差异性区别不同物体。一般被动毫米波成像设备由接收天线、毫米波辐射计、扫描机构和信号处理单元组成。
[0004]研究高效可靠的部署方式，使其能够快速的、灵活的进行安全检测工作，提高其实用性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种毫米波探测设备，通过接收来自被测目标辐射能量，通过高性能运算放大器及信号处理设备，提供有效距离的隐藏危险物品探测识别能力。
[0006]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，包括:
[0007]外壳，其材料为铝合金，为曲面外形，用于采集被探测目标发射和反射的毫米波信息;
[0008]毫米波发射和接收天线，其位于所述外壳的前部，用于发射和接收被探测目标的毫米波雷达信号；
[0009]核心处理器及主板，其设置于所述外壳内部；
[0010]神经网络学习设备，其设置于所述外壳内部，所述神经网络学习设备通过数据线与核心处理器及主板的数据接口连接，通过RJ45网络传输线与控制终端相连接；
[0011]模式识别设备，所述模式识别设备设置在核心处理器及主板和神经网络设备之间，将雷达接收器获取成像数据与神经网络学习数据进行比对，判定隐藏危险物品的种类和危险程度；
[0012]光学引导设备，所述光学引导设备是用于为用户和操作者提供光学跟踪目标导引，便于快速选择和跟踪目标；
[0013]高分辨热成像设备，为雷达成像、光学成像提供人工判定数据。
[0014]优选的是，还包括毫米波雷达发射和接收装置，其具有I个主要接收和发射装置，2个辅助发射和接收装置，I个光学引导装置，I个热成像装置，分别设置于所述外壳的前部。
[0015]优选的是，所述外壳的曲面能够降低工作时风阻和减少电磁信号外泄。
[0016]优选的是，所属外壳表面设置有黑色氧化涂层，以减少光学反射，提高隐蔽性。
[0017]优选的是，所述外壳固定有设备控制线、数据传输线和电源供电线。
[0018]优选的是，所述数据接口具有RS485总线、RJ45网络接口和航空电源插口。
[0019]本实用新型至少包括以下有益效果:被动(主动)毫米波、热成像和可见光图像相互融合(可灵活配置)可以检测隐藏的金属、陶瓷、液体、塑胶等物品。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备主体的前端壳体示意图。
[0021]图2为本实用新型所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备去掉前端壳体后的内部结构图。
[0022]图3为本实用新型所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备主体前端壳体示意图。
[0023]图4为本实用新型所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备主体下端外壳体示意图。
[0024]图5为本实用新型所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备主体示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]本实用新型提供了一种毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，图1-5所示是该设备毫米波雷达发射器示意图，包括前端壳体110和雷达毫米波信号发射器120、两个毫米波雷达信号接收器130、红外热成像设备140、上端外壳体150和下端外壳体160，其中，两个毫米波雷达信号接收器130中间的是光学引导装置。
[0027]外壳，其材料为招合金的曲面外形，前端壳体110、上端外壳体150和下端外壳体160通过机械契合构成发射器的外壳，所述外壳整体成半椭圆形，用以对雷达发射器进行防护，发射器的外壳用于采集被探测目标发射和反射的毫米波信息；
[0028]如图2所示，毫米波发射和接收天线，其位于所述外壳的前部，用于发射和接收被探测目标的毫米波雷达信号；
[0029]核心处理器及主板，其设置于所述外壳内部；
[0030]神经网络学习设备，其设置于所述外壳内部，所述神经网络学习设备通过数据线与核心处理器及主板的数据接口连接，通过RJ45网络传输线与控制终端相连接，通过赋予设备学习规则，让设备不断具有更加适应隐藏危险物品探测的能力；
[0031]模式识别设备，所述模式识别设备设置在核心处理器及主板和神经网络设备之间，将雷达接收器获取成像数据与神经网络学习数据进行比对，判定隐藏危险物品的种类和危险程度；
[0032]光学引导设备，其位于两个毫米波雷达信号接收器130中间，所述光学引导设备是用于为用户和操作者提供光学跟踪目标导引，便于快速选择和跟踪目标；
[0033]高分辨热成像设备140为雷达成像设备，其固定在下端外壳体160的内表面上，进一步的是，所述高分辨热成像设备140设置在外壳内部，其能够光学成像，光学成像提供人工判定数据。
[0034]在另一实施例中，毫米波雷达隐藏危险物品探测设备还包括毫米波雷达发射和接收装置，具有I个主要接收和发射装置，即雷达毫米波信号发射器120，2个辅助发射和接收装置，即毫米波雷达信号接收器130，1个光学引导装置，I个热成像装置，分别设置于所述外壳的前部。雷达毫米波信号发射器120用于发射被探测目标的毫米波雷达信号，两个毫米波雷达信号接收器130用于接收被探测目标的毫米波雷达信号；
[0035]在另一实施例中，所述外壳的曲面外形能够降低工作时风阻和减少电磁信号外泄。
[0036]在另一实施例中，所述外壳表面设置有黑色氧化涂层，以减少光学反射，提高隐蔽性。
[0037]在另一实施例中，所述外壳固定有设备控制线、数据传输线和电源供电线。
[0038]在另一实施例中，所述控制接口具有RS485总线、RJ45网络接口和航空电源插口。
[0039]本实用新型设备功能介绍:
[0040]本实用新型设备核心技术是主动(被动)式毫米波雷达成像技术，它通过接收来自被测目标辐射(反射)能量，通过高性能运算放大器及信号处理设备，配合神经网络和模式识别技术，为用户提供有效距离的隐藏危险物品探测识别能力。它是目前国内最先进、非侵入性、无创伤、安全的远距离危险物品探测设备。设备探测距离可根据用户需求进行配置，其目标距离为10米、15米、20米、30米、50米甚至更远。本实用新型通过控制设备、电源设备、显示设备、辅助设备及高性能承载车辆，确保能够在室外车载移动、固定站点等恶劣环境下持续稳定工作。
[0041]本实用新型设备特点:
[0042]被动(主动)毫米波、热成像和可见光图像相互融合(可灵活配置)；
[0043]可以检测隐藏的金属、陶瓷、液体、塑胶等物品；
[0044]模块化设计和配置，用户需求决定解决方案；
[0045]实时连续获取目标图像并进行跟踪识别，可对探测区域内不同目标进行探测；
[0046]安全隐蔽的非侵入性的被动(主动)探测技术，确保人体私密细节不被拍摄和侵犯。
[0047]该设备通过几大模块解决以下几方面的技术难点:高水平的操作人员可视化程度，易操作的用户控制单元、高准确性的危险检测性能。
[0048]1.设备的显示模块
[0049]设备针对用户显示部分，通过数个窗口显示，可通过控制界面菜单底部标签进行选择:
[0050]a.视频显示窗口:实时显示雷达探测器采集的目标数据；
[0051]b.设备设置窗口:包括快速启动设备、启动引导相机、获取目标数据、启动监视器、启动遥感等按钮；
[0052]c.网络窗口:包括加载网络数据，加载碎片特征、读取神经网络训练文件等功能；
[0053]d.图形窗口:主要对毫米波雷达信号进行检测和调试；
[0054]e.管理窗口:对操作人员的ID、设备的工作状态、电池、温度以及操纵杆进行设备管理；
[0055]f.保存图片:对工作数据进行截屏处理，以被后期调用数据。
[0056]对设备最重要的图像显示和处理，可实现根据测量范围自动缩放，或者使用视频缩放控制改动。该控制不影响仪器的任何其他功能。图像上出现一彩色十字准线。圆圈尺寸为目标上探测光速的大约尺寸。十字准线不同颜色，代表仪器报告的不同威胁情况。具体有:
[0057]a.黑色未发现检测范围，未达到判定告警数值
[0058]b.绿色未发现威胁
[0059]c.灰色无报告判定条件，未显示判定
[0060]d.黄色发现可能存在威胁[0061 ] e.红色发现持续威胁
[0062]2.设备的控制模块
[0063]可以通过视频缩放模块，调整显示缩放。对图像的保存，保存格式可通过管理窗口的下拉菜单选择(通常采用bmp格式)。通常只保存一张图像，但启用该窗口上的连续复选框可激活连续采集功能;在此模式下，按下保存图像按钮，开始记录图像，再次按下该按钮则停止。已保存图像窗口显示上次保存的图像文件。通过按下加载枪支，加载碎片或加载电介质按钮，可从网络窗口选择适合目标类型的分析网路，也可使用加载网络按钮，加载其他海关网络。
[0064]3.威胁检测模块
[0065]仪器可检测人体是否贴身携带有威胁目标。
[0066]主要检测以下三类威胁:
[0067]a.枪支等金属物体，最好使用“枪支网络”设置检测；
[0068]b.有大量金属碎片的爆炸物，最好使用“碎片网络”设置检测；
[0069]c.电介质物体，如有碎片和无碎片的爆炸物。这些使用“电介质网络”设置检测。
[0070]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，包括: 外壳，其材料为铝合金，为曲面外形，用于采集被探测目标发射和反射的毫米波信息； 毫米波发射和接收天线，其位于所述外壳的前部，用于发射和接收被探测目标的毫米波雷达信号； 核心处理器及主板，其设置于所述外壳内部； 神经网络学习设备，其设置于所述外壳内部，所述神经网络学习设备通过数据线与核心处理器及主板的数据接口连接，通过RJ45网络传输线与控制终端相连接； 模式识别设备，所述模式识别设备设置在核心处理器及主板和神经网络设备之间，将雷达接收器获取成像数据与神经网络学习数据进行比对，判定隐藏危险物品的种类和危险程度； 光学引导设备，所述光学引导设备是用于为用户和操作者提供光学跟踪目标导引，便于快速选择和跟踪目标； 高分辨热成像设备，为雷达成像、光学成像提供人工判定数据。2.根据权利要求1所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，还包括毫米波雷达发射和接收装置，其具有I个主要接收和发射装置，2个辅助发射和接收装置，I个光学引导装置，I个热成像装置，分别设置于所述外壳的前部。3.根据权利要求1或2所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，所述外壳的曲面能够降低工作时风阻和减少电磁信号外泄。4.根据权利要求1或2所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，所属外壳表面设置有黑色氧化涂层，以减少光学反射，提高隐蔽性。5.根据权利要求1所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，所述外壳固定有设备控制线、数据传输线和电源供电线。6.根据权利要求1所述的毫米波雷达隐藏危险物品探测设备，其特征在于，所述数据接口具有RS485总线、RJ45网络接口和航空电源插口。
【文档编号】G01S13/89GK205679762SQ201620138509
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年2月24日 公开号201620138509.7, CN 201620138509, CN 205679762 U, CN 205679762U, CN-U-205679762, CN201620138509, CN201620138509.7, CN205679762 U, CN205679762U
【发明人】范立国
【申请人】闻鼓通信科技股份有限公司