毫米波金属检测系统的设计与实现

论文摘要

近年来,安检问题得到了世界范围的广泛关注,人们对安检系统的可靠性与智能化也提出了更高的要求。利用毫米波技术对人体进行安检时能较清晰地显示隐藏在衣物后面的金属物品,并且对人体的辐射剂量小,完成安检时间短,适合大人流场合的安检需求。国外已有相关的产品推向市场,但国内尚处于理论研究阶段。本文旨在研究利用毫米波对隐匿的金属物品进行扫描,实现在二维平面上成像的技术。基于毫米波主动成像的原理,设计中心频率为35GHz的毫米波主动成像实验装置,开发基于ARM开发板的数据采集卡,提出可行的数据采集方案,实现数据采集和USB通讯功能。用VC++开发针对毫米波成像系统的上位机软件,实现对二维工作台和数据采集卡的控制,并实时显示实验结果。本文对已有的实验装置进行了合理的配置。并利用SolidWorks软件开发了下一代针对人体的旋转扫描装置。利用系统对若干样品进行了扫描成像实验,用MATLAB图像处理工具箱对采集的二维图像进行图像处理,提出一种针对毫米波成像特点的有效图像处理方法。使得目标物体能较好的从背景图像中分离出来。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题背景及研究意义
• 1.3 毫米波成像技术国内外发展现状
• 1.3.1 被动成像技术发展现状
• 1.3.2 主动成像技术发展现状
• 1.4 本课题的目标及主要研究内容
• 第2章 毫米波主动成像原理与实验系统设计
• 2.1 毫米波主动成像原理
• 2.1.1 毫米波对隐匿金属物品主动成像原理
• 2.1.2 衣物对毫米波传输的影响
• 2.1.3 毫米波对大气的传输特性
• 2.1.4 理论分辨率及系统参数的确定
• 2.1.5 系统毫米波器件组成
• 2.2 对金属物件成像的实验方案总体设计
• 2.3 毫米波对人体扫描成像机械系统虚拟样机设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 信号采集系统设计
• 3.1 检波器原理
• 3.2 硬件电路的设计
• 3.2.1 待采集信号分析
• 3.2.2 数据采集电路设计
• 3.3 单片机程序设计
• 3.3.1 整体设计
• 3.3.2 通讯模块设计
• 3.3.3 A/D 采集模块设计
• 3.3.4 系统测试
• 3.4 本章小结
• 第4章 毫米波成像系统软件设计
• 4.1 系统功能分析
• 4.2 软件总体设计
• 4.3 软件详细设计
• 4.3.1 CImaging 类的设计
• 4.3.2 CFindOptimalRegion 类的设计
• 4.3.3 CDynamicThresholdImg 类的设计
• 4.3.4 CControl 类的设计
• 4.3.5 Cmoter 类的设计
• 4.3.6 CDataAcquire 类的设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 引言
• 5.2 实验结果
• 5.3 基于图像处理的实验分析
• 5.3.1 图像预处理
• 5.3.2 图像分割
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢