兼具快速人体成像与危爆品属性检测的毫米波主被动复合非合作安检新体制研究

A new mm-wave system with both passive and active working modes is proposed for non-cooperative person's security checking applications. The system has the abilities of both fast human body imaging and contraband types detection. Since person's conduct is not allowed to be interfered for non-cooperative security checking, the checking system must possess the abilities of fast imaging, high sensitivity and appropriate spatial resolutions..To this purpose we propose here to combine two technologies together, one is the interferometric systhetic aperture radiometery at 90GHz, and another is the wideband active imaging radar at 220GHz wth a bandwidth of over 20GHz. We will innovate the working mechanism of the collaborative active and passive system, and get the whole human body 2-D passive millimeterwave image and the contraband portion 3-D radar image. We will study the eletromagnetic radiation/scattering characteristics for 3 situations, i.e. typical contrabands, people with contrabands and the overall enviourment, by developing simulation softwares to form a complete database of contraband electromagnetic characteristics. Moreover, We will do research on multi-source image fusion technique and develop the corresponding contraband detection and alarm method. By establishing the application standard of contrabands confirming, positioning and property detecting, we are trying to lay a solid foundation for the application of the new composite active and passive millimeterwave system in non-cooperative security cheking. We will finish one prototype of the new system, and publish 20 papers, 10 patents and 2 softwares.

针对非合作人体安检，提出一种兼具人体快速成像与危爆品属性检测的毫米波主被动复合安检新体制并研制系统样机。对非合作安检，由于不能干涉被检人员的正常行为，要求安检系统具备快速成像、较高灵敏度和适宜的分辨率，以便对危爆品进行快速位置确认、属性判断和报警指示。.为此，将把综合孔径阵列辐射计（90GHz）成像技术与宽带主动成像雷达（220GHz）技术进行有机结合，创新主被动系统协同工作机制，形成具有人体2-D被动毫米波图像和危爆品局部3-D毫米波雷达图像的主被动复合安检系统；将开展典型危爆品、危爆品/人体以及整体环境的电磁辐射/散射特性研究，形成电磁仿真软件和危爆品电磁特性数据库；将研究危爆品多源图像融合处理与检测、报警方法，构造分析算法和软件，建立危爆品确认、定位与危爆品属性检测应用准则，为新型毫米波主被动复合安检系统在非合作人体安检领域的实际应用奠定基础。将形成样机一套，论文20篇，专利10项，软件著作权2项。

非合作人体安检在大客流公共场所具有非常迫切的需求。为了实现非合作安检，本项目基于快速二维被动成像技术与主动三维精细成像技术的优势互补特性，提出了一种兼具人体快速成像与危爆品属性检测的毫米波主被动复合安检新体制，研制了主、被动复合人体安检成像系统样机一套，研究了危爆品自动检测识别算法，并开发了对应的报警软件，初步验证了主被动复合实现非合作快速人体安检的可行性。. 本项目研制的快速被动毫米波成像系统采用了相控阵与综合孔径相协同的成像新体制，达到了视频率的成像速度，每秒25帧；主动成像系统采用了副反射面快速旋转扫描与主反射面慢速扫描相结合的方式，可在危险品局部范围内实现5帧/秒的三维成像，主被动复合系统的安检效率可达每小时1200人次以上。建立了典型危爆品、衣物和人体组织的毫米波物质特性数据库，及其毫米波辐射及散射特性仿真模型，形成了电磁仿真软件包，为主被动复合系统的系统设计和危爆品确认、定位及属性检测提供理论支撑。在此基础上，对典型危险品进行测试，建立了典型危爆品毫米波图像数据库，利用可见光图像、毫米波主/被动图像等多源信息融合、多帧图像序列信息，开发了基于深度学习的危险品自动检测、识别算法和软件，实现了典型危险品的自动检测和识别。. 本项目的研究为新型毫米波主被动安检系统在非合作人体安检领域的实际应用奠定技术基础。