專利名稱：一種人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種延時(shí)校準(zhǔn)方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維成像人體安檢系統(tǒng)采取了毫米波主動(dòng)式柱狀合成孔徑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢人員的非脫衣式安全檢測(cè)。這種安檢系統(tǒng)采取了圓周方向機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描和豎直方向開關(guān)陣列電切換掃描相結(jié)合的探測(cè)方式，由于多通道開關(guān)陣列及天線陣列傳輸路徑長(zhǎng)度的差別，將造成通道間傳輸延時(shí)的不一致，而確保各通道傳輸延時(shí)的一致性是本安檢系統(tǒng)的關(guān)鍵。以往對(duì)該類型安檢系統(tǒng)的多通道開關(guān)陣列及天線陣列的傳輸延時(shí)進(jìn)行一致性校準(zhǔn)時(shí)，通常采用的方法是在待測(cè)區(qū)域中心擺放定標(biāo)體作為校準(zhǔn)目標(biāo)，通過對(duì)每個(gè)傳輸通道的步進(jìn)頻率信號(hào)進(jìn)行時(shí)域變換，得到經(jīng)過各通道的定標(biāo)體時(shí)域反射信號(hào)，即可獲得由毫米波收發(fā)機(jī)到待測(cè)區(qū)域中心位置的傳輸延時(shí)。但是采用這種方式進(jìn)行延時(shí)校準(zhǔn)時(shí)，每次都需要在中心位置安裝定標(biāo)體，對(duì)持續(xù)的安檢工作帶來不便，使安檢系統(tǒng)的工作效率降低。為解決以上問題，需要結(jié)合本類型毫米波安檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理探索能夠確保安檢系統(tǒng)開關(guān)天線陣列各通道延時(shí)一致性校準(zhǔn)精度和實(shí)時(shí)性的新型校準(zhǔn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)安檢系統(tǒng)開關(guān)天線陣列各通道延時(shí)一致性校準(zhǔn)精度和實(shí)時(shí)性。該方法包括獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)；每次掃描前，確定該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)；根據(jù)所述各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)以及所述該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)，計(jì)算出該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)。進(jìn)一步地，所述獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)包括在待檢區(qū)域的中心放置定標(biāo)體；通過中心定標(biāo)體時(shí)域反射信號(hào)確定各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Tin;通過發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)確定各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Dn ；計(jì)算Bn = Tln_T2n，其中Bn為所述各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)；
所述發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)由發(fā)射通道和接收通道之間的信號(hào)耦合形成；η表示第η通道。進(jìn)一步地，通過該次發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)獲得所述該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Τ2' η。進(jìn)一步地，計(jì)算Tl' n = T2' η+Τ3' η，其中Tl' n為該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使對(duì)系統(tǒng)各個(gè)探測(cè)通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)省去了每次需要在待測(cè)中心位置放置定標(biāo)體的麻煩，可以更加方便實(shí)時(shí)地對(duì)系統(tǒng)傳輸延時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高基于毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)的工作效率。


下面將參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。圖1為本發(fā)明所基于的毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)主框圖；圖2為圖1的頂視圖；圖3為毫米收發(fā)機(jī)、開關(guān)陣列及通道的信號(hào)連接關(guān)系框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明以具有對(duì)向旋轉(zhuǎn)并行掃描的雙毫米波開關(guān)天線陣列的毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。本發(fā)明的方法可以用于現(xiàn)有技術(shù)中的單一毫米波開關(guān)天線陣列的安檢系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于其他技術(shù)領(lǐng)域中使用多通道傳輸信號(hào)時(shí)的延時(shí)校準(zhǔn)。如圖1和圖2所示，基于毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)包括框架1、并行圖像處理計(jì)算機(jī)2、旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置3、系統(tǒng)控制裝置4、操控計(jì)算機(jī)5、第一毫米波收發(fā)機(jī)6、第二毫米波收發(fā)機(jī)7、第一毫米波開關(guān)天線陣列8、第二毫米波開關(guān)天線陣列9、第一掃描區(qū)域10、第二掃描區(qū)11、入口 12、出口 13、定標(biāo)體14。掃描過程為，第一毫米波收發(fā)機(jī)6向第一毫米波開關(guān)天線陣列8提供探測(cè)信號(hào)，第二毫米波收發(fā)機(jī)7向第二毫米波開關(guān)天線陣列9提供探測(cè)信號(hào)。該系統(tǒng)使用的探測(cè)信號(hào)為步進(jìn)頻率連續(xù)波，即連續(xù)的且頻率步進(jìn)的波。通過系統(tǒng)控制裝置4控制旋轉(zhuǎn)掃描驅(qū)動(dòng)裝置 3以及第一和第二毫米波收發(fā)機(jī)6，7使第一和第二毫米波開關(guān)天線陣列8，9分別在第一和第二掃描區(qū)域10，11內(nèi)對(duì)所述待測(cè)區(qū)域進(jìn)行并行圓柱旋轉(zhuǎn)掃描，根據(jù)來自第一和第二毫米波收發(fā)機(jī)的采集數(shù)據(jù)及該采集數(shù)據(jù)的空間位置信息，并行圖像處理計(jì)算機(jī)2合成待檢人員的三維全息圖像。本發(fā)明中，毫米波收發(fā)機(jī)向毫米波開關(guān)天線陣列提供探測(cè)信號(hào)，由毫米波開關(guān)天線陣列通過中每個(gè)天線單元發(fā)射接收探測(cè)信號(hào)，并由毫米波收發(fā)機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，該過程中，探測(cè)信號(hào)所經(jīng)過的路徑稱為通道。在安檢系統(tǒng)首次使用或較長(zhǎng)時(shí)間使用后，在操控計(jì)算機(jī)5的控制下，第一毫米波開關(guān)天線陣列8和第二毫米波開關(guān)天線陣列9，在待測(cè)區(qū)域中心位置安裝定標(biāo)體14，本實(shí)施例中采用圓柱金屬體。在操控計(jì)算機(jī)5的控制下由第一毫米波收發(fā)機(jī)6和第二毫米波收發(fā)機(jī)7分別向第一毫米波開關(guān)天線陣列8和第二毫米波開關(guān)天線陣列9中的各通道對(duì)待測(cè)區(qū)域中心位置的定標(biāo)體14發(fā)射接收毫米波步進(jìn)頻率連續(xù)波探測(cè)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)第一毫米波收發(fā)機(jī)6和第二毫米波收發(fā)機(jī)7完成數(shù)據(jù)采集后，傳送給并行圖像處理計(jì)算機(jī)2進(jìn)行頻域時(shí)域快速傅立葉變換，變換后將出現(xiàn)圖3所示的發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)20和待測(cè)區(qū)域中心位置的定標(biāo)體時(shí)域反射信號(hào)21，其中發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)是由發(fā)射天線單元和接收天線單元之間的信號(hào)耦合產(chǎn)生的。由于從發(fā)射天線單元向待測(cè)區(qū)域發(fā)出的探測(cè)信號(hào)會(huì)有一部分泄露從而在接收天線單元耦合，該耦合的信號(hào)返回毫米波收發(fā)機(jī)并被采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后就成為發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)。通常利用時(shí)域信號(hào)幅度最強(qiáng)的位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)間值作為該時(shí)域信號(hào)時(shí)間測(cè)量值， 如圖3所示。通過時(shí)域回波信號(hào)21獲得系統(tǒng)各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Tln，再利用各個(gè)通道的發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)20獲得各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)，用Tln減去Dn即可獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)T3n，將Bn保存。在安檢系統(tǒng)對(duì)待檢人員進(jìn)行每次掃描時(shí)，可以不需要每次都利用放置在待測(cè)區(qū)域中心位置的定標(biāo)體，僅利用本次掃描時(shí)采集的該次發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)獲得該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Τ2' η，將Τ2' 與13' 相加，即可實(shí)時(shí)獲得該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)T' 10應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由隨附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括 獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)；每次掃描前，確定該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)； 根據(jù)所述各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)以及所述該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)，計(jì)算出該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)包括在待檢區(qū)域的中心放置定標(biāo)體；通過中心定標(biāo)體時(shí)域反射信號(hào)確定各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí) Tln;通過發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)確定各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Dn ；計(jì)算Bn = Tln-T2n，其中Bn為所述各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)； 所述發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)由發(fā)射通道和接收通道之間的信號(hào)耦合形成； η表示第η通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，其特征在于， 通過該次發(fā)射接收天線時(shí)域耦合信號(hào)獲得所述該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)Τ2' η。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，其特征在于， 計(jì)算Tl' η = Τ2' η+Τ3η，其中Tl' η為該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人體安檢系統(tǒng)多通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)方法，包括獲得各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)；每次掃描前，確定該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)；根據(jù)所述各通道的天線單元與中心位置之間的傳輸延時(shí)以及所述該次各通道的天線單元與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)，計(jì)算出該次各通道的中心位置與毫米波收發(fā)機(jī)之間的傳輸延時(shí)。使對(duì)系統(tǒng)各個(gè)探測(cè)通道傳輸延時(shí)的校準(zhǔn)省去了每次需要在待測(cè)中心位置放置定標(biāo)體的麻煩，可以更加方便實(shí)時(shí)地對(duì)系統(tǒng)傳輸延時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高基于毫米波主動(dòng)式高速柱狀旋轉(zhuǎn)掃描三維全息成像的人體安檢系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號(hào)G01S7/40GK102495435SQ20111036132
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者馮克明, 年豐, 張冰, 方維海, 楊于杰, 溫鑫, 王暖讓 申請(qǐng)人:北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所