CN115951421B - 一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，包括第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体和探测门，所述的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体相互之间通过框架固定，在第二箱体和第四箱体内分别置有一套太赫兹成像系统；所述的安检仪框架分为三部分，分别为固定安装金属探测门的框架、安装固定两套主动探测光源及相机结构的框架和连接两套主动探测光源及相机结构及走线的框架，三部分连接后组成安检仪的整体外观，并方便安装拆卸，便于安检仪运输和维护。本发明通过辐射太赫兹波来对待测物体进行扫描，辐射小、能耗低，可有效减小对人体或生物组织电离影响，可以对人体或生物组织进行无损检测，减小的辐射伤害。
Description
技术领域
本发明涉及安检技术领域，尤其涉及一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪。
背景技术
太赫兹波是指频率在0.1～10THz（波长为3000～30微米）范围内的电磁辐射。其波段位于微波和红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。太赫兹光的光子能量只有meV（毫电子伏特），对人体无害，利用主动太赫兹光源，可穿透衣物、塑料等材质，对人体实现主动成像探测。
国内现有安检方式主要采用人货分离检查，货物使用X光检查，人体检测主要是金属探测、搜身和开包检查，耗时耗力，也容易触犯个人隐私。传统的安检方式中X射线的电离辐射很大，只能对货物进行有效的检查，不能用于人体安检。只使用金属探测器对人体进行安检则只能特定的金属物品进行检查，且误报率较高，而最传统的搜身方式则会对个人隐私等造成侵害。对于地铁等人流量大，人员复杂，通行速率要求高的地点，更需要一种非接触、快速、精确的人体安检设备。
现有的太赫兹安检方式主要有被动式太赫兹安检和主动式太赫兹安检，被动式太赫兹安检原理是利用人体或物体本身发出的微弱的太赫兹辐射信号进行成像，探测的电磁波为毫米波，相比于太赫兹波（亚毫米波），其被动辐射的信号强度低，信号的信噪比差，成像的空间分辨率低。主动式太赫兹安检仪则通过发射并接收太赫兹光，信号强度大，信号的信噪比高，太赫兹波的波长更短，成像分辨率更高。而对于主动式太赫兹安检系统，反射成像的效果最好，但是无法实现人流量较大时的快速人体安检，所以需要设计一种可以接收到主动光源发出后，漫反射回来的光路系统，来检测人体身上的物品，这样的设计使得安检仪对受测对象的照射范围变大，照射角度的要求变低，再综合其他手段综合判断，使精确的主动式快速人体安检成为可能。
目前，真正使用太赫兹波段做主动成像的产品非常少，主要是由于适合产品化的太赫兹光源，太赫兹波的焦平面探测成像技术也还在优化发展中，发明者经过设计、研制与测试，获得了一种多功能，成像精度高，实时成像，可靠性强的主动式太赫兹人体安检仪，适用于地铁口、高铁站等人流量大的公共地点进行快速人体安检。
发明内容
本发明旨在提供一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明提供了一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，包括第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体、探测门、固体源、接收镜筒和太赫兹相机，其特征在于，所述的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体相互之间通过框架固定，在第二箱体和第四箱体内分别置有一套太赫兹成像系统；所述框架分为三部分，分别为固定安装金属探测门的框架、安装固定两套主动探测光源及相机结构的框架和连接两套主动探测光源及相机结构及走线的框架，三部分连接后组成安检仪的整体外观。
本发明进一步的方案，所述太赫兹相机为200GHz焦平面相机，灵敏度可达到皮瓦量级。
作为本发明进一步的方案，所述太赫兹成像光路系统分为独立的两套系统，分别安装在两个安检仪框架内，两套系统面对面错开式放置，以避免其中一套的光源能量进入另一套的相机内，影响检测结果，每套系统包括两台GHz固体倍频源，一个太赫兹相机，四个聚透镜，四个平面反射镜，一个接收镜筒以及固定所有器件的支架。
作为本发明进一步的方案，所述固体源发射出的太赫兹光通过双头波导天线分为两束，一束通过第一聚透镜进行扩束，直接照射到被测对象上；另一束通过第二聚透镜，然后依次通过第一反射镜和第二反射镜，将太赫兹光从镜筒的正左侧发射，照射到被测对象上，下方的固体源同理，会将太赫兹光从镜筒的下侧和正右侧射出，照射到被测对象上，使得整个系统具有四个光源同时照射到被测对象上，这样多角度多光源的照射，一是增大了成像的输出能量，二是无论被测对象表面装有的危险物品成何种角度，都会有全部或部分成像区域的漫反射光返回到镜筒后的太赫兹相机中进行成像。
作为本发明进一步的方案，所述镜筒由第三聚透镜、第四聚透镜、第五聚透镜和镜筒外壳构成，第三聚透镜、第四聚透镜和第五聚透镜的焦距不同，每个聚透镜之间可以通过外壳的螺纹旋转调节透镜之间的距离，以达到调节成像效果的目的，镜筒末端固定太赫兹相机。
作为本发明更进一步的方案，所述探测门位于安检仪的入口，起到初步判断金属物品位置、统计人数以及触发太赫兹成像系统开启采集图像功能的作用。
本发明提供了一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，有益效果在于：通过辐射太赫兹波来对待测物体进行扫描，辐射小、能耗低，可有效减小对人体或生物组织电离影响，可以对人体或生物组织进行无损检测，减小的辐射伤害；通过覆盖式辐射待测物体，并采用感光面的最小边长大于或等于所述成像物镜的成像区域的最大边长的太赫兹探测模块，来获取待测物体的检测信号，一次辐射即可获得待测物体的完整检测数据，检测效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1为本发明的三维结构图；
图2为本发明的箱体内部结构图；
图3为本发明中镜筒的结构图；
图4为本发明的人员通过路径示意图。
图中：1、第一箱体；2、第二箱体；3、第三箱体；4、第四箱体；5、探测门；6、红外摄像机；7、红外测温仪；8、太赫兹固体倍频源；9、波导天线；10、第一聚透镜；11、第二聚透镜；12、第一反射镜；13、第二反射镜；14、镜筒；15、第三聚透镜；16、第四聚透镜；17、第五聚透镜；18、太赫兹相机。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例，虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制，相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1-4，本发明实施例提供的一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，包括第一箱体1、第二箱体2、第三箱体3、第四箱体4和探测门5，所述的第一箱体1、第二箱体2、第三箱体3、第四箱体4相互之间通过框架固定，在第二箱体2和第四箱体4内分别置有一套太赫兹成像系统。
所述的安检仪框架分为三部分，分别为固定安装金属探测门的框架、安装固定两套主动探测光源及相机结构的框架和连接两套主动探测光源及相机结构及走线的框架，三部分连接后组成安检仪的整体外观，并方便安装拆卸，便于安检仪运输和维护。
所述的太赫兹相机18为220GHz焦平面相机，灵敏度可达到皮瓦量级，太赫兹成像光路系统分为独立的两套系统，分别安装在两个安检仪框架内，两套系统面对错开式放置，以避免其中一套的光源能量进入那一套的相机内，影响检测结果，每套系统包括两台220GHz固体倍频源，一个太赫兹相机，四个聚透镜，四个平面反射镜吗，一个接收镜筒以及股所有器件的支架。
如图2所示，从固体源8发射出的太赫兹光通过双头波导天线9分为两束，一束通过第一聚透镜10进行扩束，直接照射到被测对象上，另一束通过第二聚透镜11，然后依次通过反射镜12和反射镜13，将太赫兹光从镜筒14的正左侧发射，照射到被测对象上，下方的固体源同理，会将太赫兹光从镜筒14的下侧和正右侧射出，照射到被测对象上，使得整个系统具有四个光源同时照射到被测对象上，这样多角度多光源的照射，一是增大了成像的输出能量，二是无论被测对象表面装有的危险物品成何种角度，都会有全部或部分成像区域的漫反射光返回到镜筒后的太赫兹相机中进行成像。
如图3所示，所述接收镜筒14由第三聚透镜15、第四聚透镜16、第五聚透镜17和镜筒外壳构成，第三聚透镜15、第四聚透镜16和第五聚透镜17的焦距不同，每个聚透镜之间可以通过外壳的螺纹旋转调节透镜之间的距离，以达到调节成像效果的目的，镜筒末端固定太赫兹相机18。
所述的金属探测门5位于安检仪的入口，起到初步判断金属物品位置、统计人数以及触发太赫兹成像系统开启采集图像功能的作用。
本发明在使用过程中，如图4所示，在安检仪安装完毕后，安检仪端侧会安装隔离带，阻止人员从两侧通过；正式安检时，被测人员从外界进入到安检门位置，达到A点时，触发金属探测，金属探测门会初步判定被测者携带金属物品的形状大小，同时，红外摄像机6和1和红外测温仪7收集被测者的影像数据、测温并计数；A点还触发太赫兹成像系统开始采集图像，被测者通过A点到达B点的过程中，4号箱体的太赫兹成像系统将会拍摄多张人体正面的太赫兹图像；被测者从B点转弯到达C点，这一过程由4号和2号箱体分为拍摄多张人体左侧和右侧的太赫兹图像，被测者继续通过C点转身到达D点，被测者会被拍摄多张背部的太赫兹图像；到达D点后触发图像综合处理和判断功能，根据太赫兹成像和金属探测的结果，进行被测者是否携带危险物品的综合判断，测量准确度高。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请；对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化；凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，包括第一箱体（1）、第二箱体（2）、第三箱体（3）、第四箱体（4）、探测门（5）、固体源（8）、镜筒（14）和太赫兹相机（18），其特征在于，所述的第一箱体（1）、第二箱体（2）、第三箱体（3）、第四箱体（4）相互之间通过框架固定，在第二箱体（2）和第四箱体（4）内分别置有一套太赫兹成像系统；所述框架分为三部分，分别为固定安装金属探测门的框架、安装固定两套主动探测光源及相机结构的框架和连接两套主动探测光源及相机结构及走线的框架，三部分连接后组成安检仪的整体外观；
所述固体源（8）发射出的太赫兹光通过双头波导天线（9）分为两束，一束通过第一聚透镜（10）进行扩束，直接照射到被测对象上，另一束通过第二聚透镜（11），然后依次通过第一反射镜（12）和第二反射镜（13），将太赫兹光从镜筒（14）的正左侧发射，照射到被测对象上，下方的固体源同理，会将太赫兹光从镜筒（14）的下侧和正右侧射出，照射到被测对象上，使得整个系统具有四个光源同时照射到被测对象上，这样多角度多光源的照射，一是增大了成像的输出能量，二是无论被测对象表面装有的危险物品成何种角度，都会有全部或部分成像区域的漫反射光返回到镜筒后的太赫兹相机中进行成像，通过覆盖式辐射待测物体，并采用感光面的最小边长大于或等于成像物镜的成像区域的最大边长的太赫兹探测模块，来获取待测物体的检测信号，一次辐射即可获得待测物体的完整检测数据；
所述镜筒（14）由第三聚透镜（15）、第四聚透镜（16）、第五聚透镜（17）和镜筒外壳构成，第三聚透镜（15）、第四聚透镜（16）和第五聚透镜（17）的焦距不同，每个聚透镜之间通过外壳的螺纹旋转调节透镜之间的距离，以达到调节成像效果的目的，镜筒末端固定太赫兹相机（18）；
所述探测门（5）位于安检仪的入口，起到初步判断金属物品位置、统计人数以及触发太赫兹成像系统开启采集图像功能的作用；
探测门（5）还会初步判定被测者携带金属物品的形状大小。
2.根据权利要求1所述的一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，其特征在于，所述太赫兹相机（18）为220GHz焦平面相机，灵敏度可达到皮瓦量级。
3.根据权利要求1所述的一种通道式太赫兹主动成像人体安检仪，其特征在于，所述太赫兹成像光路系统分为独立的两套系统，分别安装在两个安检仪框架内，两套系统面对面错开式放置，以避免其中一套的光源能量进入另一套的相机内，影响检测结果，每套系统包括两台200GHz固体倍频源、一个太赫兹相机、四个聚透镜、四个平面反射镜、一个接收镜筒以及固定所有器件的支架。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
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