本发明涉及人体安检技术领域， 尤其涉及一种毫米波三维全息扫描成像设 备及一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对 人体或物品进行检查的方法。 背景技术

当前运用最广泛的成像式人体或物品安检技术 主要是 X射线成像技术和 毫米波成像技术。 而且毫米波成像技术越来越受到市场的认可。 毫米波成像技 术又主要分为被动式毫米波成像技术和主动式 毫米波成像技术， 而主动式毫米 波成像技术又以全息成像技术为主。

运用于人体安检的主动式毫米波三维全息成像 技术中， 柱面扫描成像技术 运用较为广泛， 但其设备体积庞大， 算法复杂， 且从理论上来说它的算法就是 经过近似处理后才得出的， 因此无法保证成像精度。 另外， 柱面扫描只能采用 竖直的天线阵列， 天线阵列较长， 天线单元较多， 大大抬高了设备的成本。

单面扫描的主动式毫米波三维全息成像设备一 次只能检查被检人的一面， 要完成对被检人的全面检查需要扫描两次， 且这两次扫描之间， 还需要被检人 转身， 安检流程较复杂， 速度较慢。 在单面扫描的主动式毫米波三维全息成像 设备中， 在系统掉电或者出现其它故障时， 毫米波收发模块容易掉落后受到损 坏， 需要加上配重、 抱闸、 缓冲等装置， 因而系统复杂性高， 系统可靠性不好。 发明内容

本发明的目的是提供一种毫米波三维全息扫描 成像设备， 其能够快速、 高 效地实现毫米波三维全息扫描成像并简化系统 结构。

本发明的目的还在于提供一种利用毫米波三维 全息扫描成像设备对人体 或物品进行检查的方法， 该方法能够实现全面、 方便、 快捷的检查， 尤其适用 于对人体或物品进行安全检查的各种应用。 为了实现上述发明目的， 本发明的技术方案通过以下方式来实现： 根据本发明的第一方面， 提供一种毫米波三维全息扫描成像设备， 包括： 第一毫米波收发模块， 所述第一毫米波收发模块包括用于发送和接收 第一 毫米波信号的第一毫米波收发天线阵列；

第二毫米波收发模块， 所述第二毫米波收发模块包括用于发送和接收 第二 毫米波信号的第二毫米波收发天线阵列；

第一导轨装置， 所述第一毫米波收发模块以能够滑移的方式连 接至所述第 一导轨装置从而能够沿着所述第一导轨装置移 动以对待测对象进行第一扫描； 第二导轨装置， 所述第二毫米波收发模块以能够滑移的方式连 接至所述第 二导轨装置从而能够沿着所述第二导轨装置移 动以对所述待测对象进行第二扫 描；

驱动装置， 用于驱动所述第一毫米波收发模块沿着所述第 一导轨装置移动 和 /或驱动所述第二毫米波收发模块沿着所述第� �导轨装置移动； 和

约束装置， 所述约束装置用于约束所述第一毫米波收发模 块和所述第二毫 米波收发模块的运动关系以使所述第一毫米波 收发模块和所述第二毫米波收发 模块只能沿相反的方向移动。

进一步地， 所述约束装置可以对所述第一毫米波收发模块 和所述第二毫米 波收发模块的位置关系进行约束以使所述第一 毫米波收发模块和所述第二毫米 波收发模块只能以相等的速率移动。

更进一步地， 所述约束装置可以是连接所述第一毫米波收发 模块和所述第 二毫米波收发模块的刚性的连接线带。

再进一步地， 所述第一导轨装置可以设有第一定滑轮， 所述第二导轨装置 可以设有第二定滑轮， 所述连接线带可以从所述第一毫米波收发模块 依次经过 第一定滑轮和第二定滑轮连接至所述第二毫米 波收发模块。

具体地， 所述驱动装置可以通过驱动所述约束装置来驱 动所述第一毫米波 收发模块和 /或第二毫米波收发模块的移动。

具体地， 所述驱动装置可以包括直接驱动所述第一毫米 波收发模块的第一 驱动装置， 所述第一毫米波收发模块通过第一驱动装置连 接至第一导轨装置； 和 /或所述驱动装置可以包括直接驱动所述第二� �米波收发模块的第二驱动装 置， 所述第二毫米波收发模块通过第二驱动装置连 接至第二导轨装置。

具体地， 所述第一导轨装置和所述第二导轨装置可以相 互平行。 具体地，所述第一导轨装置和 /或第二导轨装置可以由单条导轨或多条平行 的导轨构成。

具体地，所述第一毫米波收发模块和 /或所述第二毫米波收发模块的移动可 以在竖直平面内进行。

具体地， 所述毫米波三维全息扫描成像设备还可以包括 ：

数据处理装置，所述数据处理装置与所述第一 毫米波收发模块和 /或所述第 二毫米波收发模块无线连接或有线连接以接收 来自第一毫米波收发模块和 /或 所述第二毫米波收发模块的扫描数据并生成毫 米波全息图像； 和

显示装置， 所述显示装置与所述数据处理装置相连接， 用于接收和显示来 自数据处理装置的毫米波全息图像。

更具体地， 所述数据处理装置可以用于生成控制信号并将 控制信号发送给 所述驱动装置以使所述驱动装置驱动所述第一 毫米波收发模块和 /或第二毫米 波收发模块运动； 或所述毫米波三维全息扫描成像设备还可以包 括与所述数据 处理装置相独立的控制装置， 所述控制装置用于生成控制信号并将控制信号 发 送给所述驱动装置以使所述驱动装置驱动所述 第一毫米波收发模块和 /或第二 毫米波收发模块运动。

具体地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块 一起对待测对象进 行扫描的整个过程中， 在至少 50%的时间里， 所述第一毫米波信号和所述第二 毫米波信号的频率不同。

具体地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块 一起对待测对象进 行扫描的整个过程中， 所述第一毫米波收发天线阵列和所述第二毫米 波收发天 线阵列发射毫米波的时刻不同。

根据本发明的另一方面， 提供一种利用毫米波三维全息扫描成像设备对 人 体或物品进行检查的方法， 包括以下步骤：

使所述人体或物品处于待测位置并将第一毫米 波收发模块和第二毫米波 收发模块分别置于各自的扫描起始位置；

借助于驱动装置驱动第一毫米波收发模块和第 二毫米波收发模块从各自 的扫描起始位置分别沿着第一导轨装置和第二 导轨装置连续地或断续地移动至 各自的扫描终止位置以完成对所述人体或物品 的扫描；

在扫描过程中和 /或扫描结束后，将所述第一毫米波收发模块� �第二毫米波 收发模块在扫描过程中采集到的数据发送给数 据处理装置； 和 利用数据处理装置对接收自所述第一毫米波收 发模块和第二毫米波收发 模块的数据进行处理， 生成所述人体或物品的毫米波全息图像，

其中， 在所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波 收发模块的扫描过程 中， 利用约束装置约束它们的运动关系以使所述第 一毫米波收发模块和所述第 二毫米波收发模块只能沿相反的方向移动。

进一步地， 在所述第一毫米波收发模块和所述第二毫米波 收发模块的扫描 过程中， 利用约束装置对所述第一毫米波收发模块和所 述第二毫米波收发模块 的位置关系进行约束以使所述第一毫米波收发 模块和所述第二毫米波收发模块 只能以相等的速率移动。

更进一步地， 所述约束装置可以是连接所述第一毫米波收发 模块和所述第 二毫米波收发模块的刚性的连接线带。

具体地，在扫描过程中，通过直接驱动所述第 一毫米波收发模块和 /或第二 毫米波收发模块或者通过驱动所述约束装置来 驱动所述第一毫米波收发模块和 /或第二毫米波收发模块的移动。

具体地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块 对所述人体或物品 进行扫描的整个过程中， 在至少 50%的时间里， 所述第一毫米波信号和所述第 二毫米波信号的频率不同。

具体地， 在第一毫米波收发模块和第二毫米波收发模块 对所述人体或物品 进行扫描的整个过程中， 所述第一毫米波收发天线阵列和所述第二毫米 波收发 天线阵列发射毫米波的时刻不同。

具体地， 在生成所述人体或物品的毫米波全息图像之后 ， 对所述人体或物 品是否带有嫌疑物以及嫌疑物的位置进行自动 识别并将结果输出。

本发明的上述技术方案中的至少一个方面能够 通过约束装置来实现两个 毫米波收发模块的联动。 这种方案可以提高扫描速度， 增加扫描的稳定性， 简 化扫描操作和提高设备的可靠性。 附图说明

图 1示出根据本发明的实施例的毫米波三维全息� �描成像设备的结构示意 图；

图 2示出利用根据本发明的实施例的毫米波三维� �息扫描成像设备进行人 体检查的示意图； 和 图 3示出根据本发明的实施例的人体或物品检查� �法的流程图。 具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技 术方案作进一步具体的说明。 在说明书中， 相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件 。 下述参照附图对 本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发 明构思进行解释， 而不应当理解 为对本发明的一种限制。

图 1示意性地示出根据本发明的一实施例的毫米� �三维全息扫描成像设备 100。该毫米波三维全息扫描成像设备 100可以包括：第一毫米波收发模块 101、 第二毫米波收发模块 102、第一导轨装置 103、第二导轨装置 104、驱动装置 105a、 105b, 105c, 105d和约束装置 106。 第一毫米波收发模块 101包括用于发送和 接收第一毫米波信号的第一毫米波收发天线阵 列。 而且， 第一毫米波收发模块 101 以能够滑移的方式连接至所述第一导轨装置 103从而能够沿着所述第一导 轨装置 103移动以对待测对象进行第一扫描。同样地， 第二毫米波收发模块 102 包括用于发送和接收第二毫米波信号的第二毫 米波收发天线阵列， 并以能够滑 移的方式连接至所述第二导轨装置 104从而能够沿着所述第二导轨装置 104移 动以对所述待测对象进行第二扫描。

也就是说， 根据本发明的毫米波三维全息扫描成像设备 100可以对待测对 象同时进行两个方位的扫描， 例如， 对待测对象 （如人体或物品） 的正面和背 面同时进行扫描。 这可以显著地提高检查效率， 比如， 当待测对象为人体时， 可以对人体的正面和背面同时进行扫描， 而无需人体转身。 这对于检测效率的 提高很有帮助。 需要说明的是， 虽然图 1 中示出的是第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102相对地布置的情况， 但这不是必须的， 例如， 如果 为了从某个特定的方位获得更好的图像效果， 可以不将第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102布置成正对的， 而是将它们的毫米波信号发送方向 布置成具有一定的夹角。

驱动装置 105a、 105b, 105c, 105d用于驱动所述第一毫米波收发模块 101 沿着所述第一导轨装置 103移动和 /或驱动所述第二毫米波收发模块 102沿着所 述第二导轨装置 104移动。 图 1中示出了多个驱动装置， 包括： 直接驱动所述 第一毫米波收发模块 101的第一驱动装置 105a、 直接驱动所述第二毫米波收发 模块 102的第二驱动装置 105b以及用于通过驱动约束装置 （在图 1中是线带） 106来驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102的驱动装置 105c和 105d。 然而， 这些驱动装置并不都是必须的， 例如， 毫米波三维全息扫 描成像设备 100可以仅包括这些驱动装置 105a、 105b, 105c, 105d中的一个或 几个。 在包括多于一个的驱动装置的情况下， 这些驱动装置可以独立地工作， 也可以一起协作， 只要能够驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发 模块 102以实现扫描动作即可。 在采用上述第一驱动装置 105a和 /或第二驱动 装置 105b的情况下， 第一毫米波收发模块 101可以通过第一驱动装置 105a连 接至第一导轨装置 103 ; 和 /或第二毫米波收发模块 102可以通过第二驱动装置 105b连接至第二导轨装置 104。

约束装置 106用于约束第一毫米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102的运动关系以使第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102只能 沿相反的方向移动。 该约束装置 106能够使得第一毫米波收发模块 101和第二 毫米波收发模块 102彼此协调一致地运动， 而不需要通过额外的精确控制， 从 而简化了系统。 而且， 将第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102 约束成只能沿相反的方向移动， 可以使得在扫描过程中它们大部分时间不处于 相互正对的位置， 因此， 与两者沿着相同的方向移动的情形相比， 可以减小第 一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的干扰。

在一示例中， 约束装置 106还可以对第一毫米波收发模块 101和第二毫米 波收发模块 102的位置关系进行约束以使所述第一毫米波收 发模块 101和第二 毫米波收发模块 102只能以相等的速率移动。 例如， 约束装置 106可以是连接 第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的刚性的连接线带， 如图 1 所示。 这里所谓的刚性的连接线带是指， 该连接线带是基本上无弹性的， 或 者在受到额定的牵引力时该连接线带的长度变 化可以忽略不计。 在刚性的连接 线带受到牵引力而拉紧时， 其所连接的第一毫米波收发模块 101和第二毫米波 收发模块 102之间的连接线带的长度是固定的。 因而， 当第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102中的一个向一个方向 （例如向上） 移动时， 第 一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102中的另一个必然沿着相反的 方向运动， 且第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的运动速率 相等。

为了更方便地布置刚性的连接线带，在一示例 中，可以采用定滑轮。例如， 第一导轨装置 103可以设有第一定滑轮 103a， 第二导轨装置 104可以设有第二 定滑轮 104a。 而连接线带可以从所述第一毫米波收发模块 101依次经过第一定 滑轮 103a和第二定滑轮 104a连接至第二毫米波收发模块 102。

虽然在如图 1所示的实施例中采用了刚性的连接线带作为� �束装置 106， 但是本领域技术人员应当理解， 这不是必须的。 其它形式的约束装置 106也是 可以采用的， 例如， 可以采用类似于跷跷板的机械结构、 或者采用气动、 液压 甚至磁场或静电牵弓 I等本领域技术人员所知的方式来实现约束装� � 106。

在一示例中， 第一导轨装置 103和所述第二导轨装置 104可以基本上相互 平行。 然而， 这也不是必须的， 例如为了布置的方便， 它们之间也可以成一定 的倾斜角度。 在一示例中， 第一导轨装置 103和 /或第二导轨装置 104可以由单 条导轨构成， 也可以由多条平行的导轨构成。 后一种方案可以使得第一毫米波 收发模块 101和 /或所述第二毫米波收发模块 102的移动更为稳定。

在一示例中， 第一毫米波收发模块 101和 /或所述第二毫米波收发模块 102 的移动可以在竖直平面内进行。 在这种情况下， 由于重力的作用， 第一毫米波 收发模块 101和第二毫米波收发模块 102可以互为配重， 从而使得它们的移动 更加平稳。 尤其是在两者采用连接线带作为约束装置 106的情况下， 还可以防 止系统出现异常时， 第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102意 外坠落损坏。

在一示例中， 该毫米波三维全息扫描成像设备 100还可以包括数据处理装 置 107。 数据处理装置 107与第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模 块 102无线连接或有线连接 （例如通过导线 108 ) 以接收来自第一毫米波收发 模块 101 和 /或所述第二毫米波收发模块 102 的扫描数据并生成毫米波全息图 像。 该毫米波三维全息扫描成像设备 100还可以包括显示装置 109。 显示装置 109与数据处理装置 107相连接， 用于接收和显示来自数据处理装置 107的毫 米波全息图像。

在一示例中， 数据处理装置 107用于生成控制信号并将控制信号发送给驱 动装置 105a、 105b、 105c、 105d 以使所述驱动装置 105a、 105b、 105c、 105d 驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102运动。在另一示例 中， 毫米波三维全息扫描成像设备 100也可以包括与所述数据处理装置 107相 独立的控制装置， 所述控制装置用于生成控制信号并将控制信号 发送给驱动装 置 105a、 105b、 105c、 105d以使驱动装置 105a、 105b、 105c、 105d驱动第一 毫米波收发模块 101和 /或第二毫米波收发模块 102实现扫描运动。 为了减小第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的信号 干扰， 在一示例中， 在第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102— 起对待测对象进行扫描的整个过程中， 在至少 50%的时间里， 例如在第一毫米 波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的距离较近的时段中或者整个 扫描时段中， 第一毫米波收发模块 101发送和接收的第一毫米波信号和第二毫 米波收发模块 102发送和接收的第二毫米波信号采用不同的频 率。

在另一示例中， 在第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102— 起对待测对象进行扫描的整个过程中， 第一毫米波收发模块 101中的第一毫米 波收发天线阵列和第二毫米波收发模块 102中的第二毫米波收发天线阵列发射 毫米波的时刻不同， 即不同时发射毫米波。 这也可以削弱或避免第一毫米波收 发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的信号干扰。

图 2示出了上述毫米波三维全息扫描成像设备在� �待测对象进行扫描的示 意图。 其中待测对象 200 (图中示出为人体） 位于第一毫米波收发模块 101和 第二毫米波收发模块 102之间。 第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模 块 102可以分别对待测对象 200的正面和背面进行扫描以获取数据供数据处 理 装置 107生成毫米波图像。

本发明还提供了一种利用毫米波三维全息扫描 成像设备对人体或物品进 行检查的方法， 如图 3所示。 所述方法包括：

步骤 301 : 使所述人体或物品处于待测位置并将第一毫米 波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102分别置于各自的扫描起始位置；

步骤 302: 借助于驱动装置 105a、 105b, 105c, 105d驱动第一毫米波收发 模块 101和第二毫米波收发模块 102从各自的扫描起始位置分别沿着第一导轨 装置 103和第二导轨装置 104连续地或断续地移动至各自的扫描终止位置 以完 成对所述人体或物品的扫描；

步骤 303 : 在扫描过程中和 /或扫描结束后， 将第一毫米波收发模块 101和 第二毫米波收发模块 102在扫描过程中采集到的数据发送给数据处理 装置 107; 禾口

步骤 304: 利用数据处理装置 107对接收自第一毫米波收发模块 101和第 二毫米波收发模块 102的数据进行处理， 生成所述人体或物品的毫米波全息图 像。

在上述步骤 302中，在第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102 的扫描过程中， 利用约束装置 106约束它们的运动关系以使第一毫米波收发模 块 101和第二毫米波收发模块 102只能沿相反的方向移动。

如前文所述， 在第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的扫 描过程中， 可以利用约束装置 106对第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收 发模块 102的位置关系进行约束以使第一毫米波收发模 块 101和第二毫米波收 发模块 102只能以相等的速率移动。 亦如前文所述， 约束装置 106的示例是连 接第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102的刚性的连接线带。 在 上述步骤 302中， 既可以通过直接驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫米 波收发模块 102来驱动所述第一毫米波收发模块和 /或第二毫米波收发模块的移 动， 也可以通过驱动约束装置 106来驱动第一毫米波收发模块 101和 /或第二毫 米波收发模块 102的移动。

为了减小第一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102之间的信号 干扰，在步骤 302中也可以采用如前所述的频分方式（第一毫 米波收发模块 101 和第二毫米波收发模块 102采用不同的频率发射和接收毫米波）或时分 方式（第 一毫米波收发模块 101和第二毫米波收发模块 102在不同的时刻发射毫米波）。

在一示例中， 上述方法还可以可选地包括步骤 305: 在生成所述人体或物 品的毫米波全息图像之后， 对所述人体或物品是否带有嫌疑物以及嫌疑物 的位 置进行自动识别并将结果输出。 这有助于快速地判别嫌疑物和防范安全风险， 这在机场、 海关等需要快速判定安全风险的应用中尤其有 益。

虽然结合附图对本发明进行了说明， 但是附图中公开的实施例旨在对本发 明优选实施方式进行示例性说明， 而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和 说明， 本领域普通技术人员 将理解， 在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况 下， 可对这些实施例做 出改变， 本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定 。