本發(fā)明實(shí)施例屬于微波成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波三維成像系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

微波成像技術(shù)采用陣列天線繞特定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)形成曲面掃描面，以主動(dòng)發(fā)射微波波段電磁波的方式對(duì)物體進(jìn)行掃描成像，因其能夠穿透物體表面而檢測(cè)藏匿于物體內(nèi)部的金屬或非金屬違禁品，且由于其具有輻射劑量小、屬于非電離輻射等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于安檢系統(tǒng)，用于執(zhí)行人體安全檢查任務(wù)。

然而，現(xiàn)有的基于微波成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微波成像系統(tǒng)，獲取數(shù)據(jù)的速度較慢，嚴(yán)重降低了物體的微波成像速度，使得現(xiàn)有的微波成像無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)人體安檢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種微波三維成像系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的基于微波成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微波成像系統(tǒng)，獲取數(shù)據(jù)速度較慢，嚴(yán)重降低物體的微波成像速度，使得現(xiàn)有的微波成像無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)人體安檢的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種微波三維成像系統(tǒng)，其包括信號(hào)收發(fā)模塊、至少兩組天線陣列模塊、開關(guān)陣列模塊、機(jī)械掃描模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述信號(hào)收發(fā)模塊分別與所述開關(guān)陣列模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊通信連接，所述開關(guān)陣列模塊和所述天線陣列模塊通信連接，所述機(jī)械掃描模塊分別與所述天線陣列模塊和所述開關(guān)陣列模塊機(jī)械連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊分別與所述開關(guān)陣列模塊和所述機(jī)械掃描模塊通信連接；

所述開關(guān)陣列模塊用于控制所述天線陣列模塊中每個(gè)發(fā)射天線單元和每個(gè)接收天線單元的開關(guān)狀態(tài)，所述機(jī)械掃描模塊用于控制所有所述天線陣列模塊沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)；在所述天線陣列模塊在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，所述信號(hào)收發(fā)模塊通過(guò)所述天線陣列模塊向所述預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射電磁波、接收所述預(yù)設(shè)目標(biāo)反射回來(lái)的反射電磁波并將所述反射電磁波轉(zhuǎn)換為模擬回波信號(hào)；所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)所述模擬回波信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述預(yù)設(shè)目標(biāo)的三維圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊還用于對(duì)所述開關(guān)陣列模塊和所述機(jī)械掃描模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)收發(fā)模塊具體用于通過(guò)所有所述天線陣列模塊依次向所述預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的電磁波，或者分別通過(guò)每組所述天線陣列模塊向所述預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射不同頻率的電磁波。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述天線陣列模塊包括發(fā)射天線陣列和接收天線陣列，所述發(fā)射天線陣列包括線性排列的至少兩個(gè)發(fā)射天線單元，所述接收天線陣列包括線性排列且與所有所述發(fā)射天線單元數(shù)量相等的至少兩個(gè)接收天線單元；

所述發(fā)射天線陣列和所述接收天線陣列均與所述信號(hào)收發(fā)模塊通信連接，所述發(fā)射天線陣列相對(duì)于所述接收天線陣列線性平行設(shè)置，所述發(fā)射天線陣列在陣列向上相對(duì)所述接收天線陣列下移半個(gè)所述接收天線單元的長(zhǎng)度距離，以使任意兩個(gè)相鄰的所述接收天線單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)所述發(fā)射天線單元，一個(gè)所述發(fā)射天線單元發(fā)射電磁波時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相鄰的所述接收天線單元同時(shí)接收反射電磁波。

在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)所述發(fā)射天線單元和相鄰的兩個(gè)接收天線單元之間的距離均為0.25～3個(gè)所述電磁波的波長(zhǎng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)械掃描模塊具體用于控制所有所述天線陣列模塊沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)的幾何中軸線旋轉(zhuǎn)，以通過(guò)所有所述天線陣列模塊在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的等效相位位置形成弧面掃描面或柱面掃描面。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與所述信號(hào)收發(fā)模塊通信連接，所述數(shù)據(jù)處理單元與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、所述開關(guān)陣列模塊和所述機(jī)械掃描模塊通信連接；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將所述模擬回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字回波信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理單元用于將所述數(shù)字回波信號(hào)處理為三維圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理單元還用于對(duì)所述開關(guān)陣列模塊和所述機(jī)械掃描模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理單元具體用于通過(guò)三維重建算法將所述數(shù)字回波信號(hào)處理為所述三維圖像數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述通過(guò)三維重建算法將所述數(shù)字回波信號(hào)處理為所述三維圖像數(shù)據(jù)，包括：

獲取所述數(shù)字回波信號(hào)；

對(duì)所述數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行二維傅里葉變換，得到二維傅里葉變換信號(hào)；

對(duì)所述二維傅里葉變換信號(hào)和預(yù)設(shè)相位因子進(jìn)行乘計(jì)算，得到一維傅立葉反變換信號(hào)；

通過(guò)內(nèi)插重構(gòu)算法，對(duì)所述一維傅立葉反變換信號(hào)中的預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)進(jìn)行一維傅立葉反變換插值，得到以內(nèi)插值替換的乘積；

對(duì)所述以內(nèi)插值替換的乘積進(jìn)行三維反變換，得到復(fù)三維圖像數(shù)據(jù)；

計(jì)算所述復(fù)三維圖像數(shù)據(jù)的幅度，得到所述三維圖像數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述微波三維成像系統(tǒng)還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信連接，用于將所述三維圖像數(shù)據(jù)還原為三維圖像進(jìn)行顯示。

本發(fā)明另一方面還提供一種基于上述的微波三維成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波三維成像方法，其包括：

通過(guò)機(jī)械掃描模塊控制所有天線陣列模塊沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)弧面合成孔徑或柱面合成孔徑；

通過(guò)開關(guān)陣列模塊控制所述天線陣列模塊中每個(gè)發(fā)射天線單元和每個(gè)接收天線單元的開關(guān)狀態(tài)；

在所述天線陣列模塊在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，控制信號(hào)收發(fā)模塊通過(guò)所述天線陣列模塊向所述預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射電磁波、接收所述預(yù)設(shè)目標(biāo)反射回來(lái)的電磁波并將所述反射電磁波轉(zhuǎn)換為模擬回波信號(hào)；

通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)所述模擬回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和三維重建，得到所述預(yù)設(shè)目標(biāo)的三維圖像數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用至少兩組天線陣列模塊對(duì)預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行掃描，可以快速獲取預(yù)設(shè)目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)設(shè)目標(biāo)的快速成像，易于實(shí)現(xiàn)，適于廣泛推廣使用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的微波三維成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的笛卡爾坐標(biāo)系下的微波三維成像系統(tǒng)掃描原理的示意圖；

圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的天線陣列模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的微波三維成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的三維重建算法的流程框圖；

圖6是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的微波三維成像方法的流程框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“包括”以及它們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含一系列步驟或單元的過(guò)程、方法或系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒(méi)有限定于已列出的步驟或模塊，而是可選地還包括沒(méi)有列出的步驟或模塊，或可選地還包括對(duì)于這些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或模塊。

如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種微波三維成像系統(tǒng)100，其包括信號(hào)收發(fā)模塊10、至少兩組天線陣列模塊、開關(guān)陣列模塊30、機(jī)械掃描模塊40和數(shù)據(jù)處理模塊50。

在具體應(yīng)用中，天線陣列模塊的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，天線陳列模塊的數(shù)量越多掃描速度越快。圖1中示例性的示出天線陣列模塊21、天線陣列模塊22、……、天線陣列模塊2n共n組天線陣列模塊，其中，n≥2且n為正整數(shù)。

如圖1所示，本實(shí)施例所提供的微波三維成像系統(tǒng)100中各模塊的連接關(guān)系為：

信號(hào)收發(fā)模塊10分別與開關(guān)陣列模塊21～2n和數(shù)據(jù)處理模塊50通信連接，開關(guān)陣列模塊30與天線陣列模塊21～2n通信連接，機(jī)械掃描模塊40分別與天線陣列模塊21～2n和開關(guān)陣列模塊30機(jī)械連接，數(shù)據(jù)處理模塊50分別與開關(guān)陣列模塊30和機(jī)械掃描模塊40通信連接。

圖1中帶箭頭連接線表示通信連接關(guān)系，直線表示機(jī)械連接關(guān)系。本實(shí)施例中的通信連接具體是指通信連接的兩個(gè)模塊之間有信號(hào)或數(shù)據(jù)傳輸。

本實(shí)施例所提供的微波三維成像系統(tǒng)100中各模塊的工作原理為：

開關(guān)陣列模塊30用于控制天線陣列模塊21～21n中每個(gè)發(fā)射天線單元和每個(gè)接收天線單元的開關(guān)狀態(tài)。

在具體應(yīng)用中，每個(gè)天線陣列模塊都由至少兩對(duì)線性陣列天線組合構(gòu)成，每對(duì)天線組合包括一個(gè)用于發(fā)射電磁波的發(fā)射天線單元和一個(gè)用于接收電磁波的接收天線單元；開關(guān)狀態(tài)具體是指天線單元的開啟和關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)射天線單元開啟時(shí)，發(fā)射電磁波；接收天線單元開啟時(shí)接收電磁波。通過(guò)開關(guān)陣列模塊可以分別對(duì)每個(gè)發(fā)射天線單元和每個(gè)接收天線單元的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行單獨(dú)控制，從而實(shí)現(xiàn)所有天線陣列模塊中天線單元的依次開啟和關(guān)閉或者同時(shí)批量開啟和關(guān)閉，每個(gè)天線具體的開關(guān)時(shí)間或狀態(tài)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。

在具體應(yīng)用中，天線陣列模塊可以垂直于水平面放置、平行于水平面放置或者傾斜放置，具體可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，只要保證其能繞預(yù)設(shè)目標(biāo)正常旋轉(zhuǎn)即可。

機(jī)械掃描模塊40用于控制所有天線陣列模塊21～2n沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)。

在具體應(yīng)用中，機(jī)械掃描模塊40可以是通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的任意運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備；預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向具體可以是指繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)的順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较?；預(yù)設(shè)目標(biāo)可以是任意的待成像物體，通常是二維或三維物體，例如，人體、金屬物體等。

在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械掃描模塊40具體用于控制所有天線陣列模塊21～2n沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)的幾何中軸線旋轉(zhuǎn)，以通過(guò)所有天線陣列模塊21～2n在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的等效相位位置形成弧面掃描面或柱面掃描面。

在具體應(yīng)用中，等效相位位置具體是指包括多個(gè)天線組合的天線陣列模塊距預(yù)設(shè)目標(biāo)的幾何中軸線的距離為r(即天線陣列模塊的旋轉(zhuǎn)半徑為r)時(shí)，該陣列天線模塊繞幾何中軸線旋轉(zhuǎn)一周(即360°)后，等效形成在柱面或弧面上分布的等方位角間隔、等高度間隔的多個(gè)等效天線位置，該等效天線位置稱為天線組合的等效相位中心，根據(jù)天線組合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的等效相位位置所形成的掃描面的形狀，可以將微波三維成像系統(tǒng)分為弧面掃描系統(tǒng)或柱面掃描系統(tǒng)。

如圖2所示，即為本發(fā)明實(shí)施例提供的笛卡爾坐標(biāo)系下的微波三維成像系統(tǒng)的掃描原理示意圖。設(shè)定平行于水平面的x軸，設(shè)定與x軸正交且處于同一平面的y軸，設(shè)定位于垂直于水平面的平面中z軸，設(shè)定x軸、y軸和z軸相交于一點(diǎn)o，以o為原點(diǎn)建立包括x軸、y軸和z軸的笛卡爾坐標(biāo)系x-y-z-o。

信號(hào)收發(fā)模塊10用于在天線陣列模塊21～2n旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)天線陣列模塊21～2n向預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射電磁波、接收預(yù)設(shè)目標(biāo)反射回來(lái)的反射電磁波并將反射電磁波轉(zhuǎn)換為模擬回波信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，信號(hào)收發(fā)模塊10包括電磁波發(fā)射單元和電磁波接收單元，其發(fā)射的電磁波的頻率可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，可以通過(guò)發(fā)射頻率相同或不同的電磁波使每個(gè)天線陣列模塊發(fā)射的電磁波頻率相同或不同。

在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)收發(fā)模塊10具體用于通過(guò)所有天線陣列模塊21～2n依次向預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的電磁波，或者分別通過(guò)每組天線陣列模塊向預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射不同頻率的電磁波。

在具體應(yīng)用中，信號(hào)收發(fā)模塊10通過(guò)不同的母線(相當(dāng)于通信總線，其引出多條分支通信線連接不同的天線單元)分別與每個(gè)天線陣列模塊通信連接，每條母線上的電磁波信號(hào)的頻率相同。

數(shù)據(jù)處理模塊50用于對(duì)模擬回波信號(hào)進(jìn)行處理，得到預(yù)設(shè)目標(biāo)的三維圖像數(shù)據(jù)，還用于對(duì)所述開關(guān)陣列模塊和所述機(jī)械掃描模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在具體應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理模塊50具體用于對(duì)模擬回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和三維圖像數(shù)據(jù)重構(gòu)等處理。

在具體應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理單元可以采用圖形處理器(graphicsprocessingunit，gpu)或者pc(personalcomputer)終端。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用至少兩組天線陣列模塊對(duì)預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行掃描，可以快速獲取預(yù)設(shè)目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)設(shè)目標(biāo)的快速成像，易于實(shí)現(xiàn)，適于廣泛推廣使用。

如圖3所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，以天線陣列模塊21為例對(duì)圖1所對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中的天線陣列模塊21～2n中每個(gè)天線陣列模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹，具體如下：

天線陣列模塊21包括發(fā)射天線陣列211和接收天線陣列212，發(fā)射天線陣列211包括線性排列的至少兩個(gè)發(fā)射天線單元(圖3中示例性的示出2111～211m共m個(gè)發(fā)射天線單元，其中，m≥2且m為正整數(shù))，接收天線陣列212包括線性排列且與所有發(fā)射天線單元2111～211m數(shù)量相等的至少兩個(gè)接收天線單元(圖3中示例性的示出2121～212m共m個(gè)接收天線單元)。

發(fā)射天線陣列211和接收天線陣列212均與信號(hào)收發(fā)模塊10通信連接(圖中未示出)，發(fā)射天線陣列211相對(duì)于接收天線陣列212線性平行設(shè)置，發(fā)射天線陣列211在陣列向上相對(duì)接收天線陣列212下移半個(gè)接收天線單元的長(zhǎng)度距離，以使任意兩個(gè)相鄰的接收天線單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)射天線單元，一個(gè)發(fā)射天線單元發(fā)射電磁波時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相鄰的接收天線單元同時(shí)接收反射電磁波。圖3中示例性的示出接收天線單元2121和2122對(duì)應(yīng)發(fā)射天線單元2111，接收天線單元2122和2123對(duì)應(yīng)發(fā)射天線單元2112，接收天線單元2123和2124對(duì)應(yīng)發(fā)射天線單元2113，……，以此類推。

在具體應(yīng)用中，上述陣列向具體是指沿陣列的排列方向，即沿發(fā)射天線陣列211中發(fā)射天線單元的排列方向。

在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)發(fā)射天線單元和相鄰的兩個(gè)接收天線單元之間的距離a均為0.25～3個(gè)電磁波的波長(zhǎng)。此處所指的距離是指相鄰兩個(gè)天線單元的幾何中心之間的距離，而不是兩個(gè)天線單元之間的間隔空隙的距離。本實(shí)施例中不對(duì)天線單元之間的距離作特別限定。

如圖4所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理模塊50包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元51和數(shù)據(jù)處理單元52，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元51與信號(hào)收發(fā)模塊10通信連接，數(shù)據(jù)處理單元52與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元51、開關(guān)陣列模塊30和機(jī)械掃描模塊40通信連接。

模數(shù)轉(zhuǎn)換單元51用于將模擬回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字回波信號(hào)，數(shù)據(jù)處理單元52用于將數(shù)字回波信號(hào)處理為三維圖像數(shù)據(jù)，還用于對(duì)開關(guān)陣列模塊30和機(jī)械掃描模塊40的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在具體應(yīng)用中，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元51具體可以選用模數(shù)轉(zhuǎn)換器或相應(yīng)電路；數(shù)據(jù)處理單元52具體可以通過(guò)通用集成電路，例如cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，或通過(guò)asic(applicationspecificintegratedcircuit，專用集成電路)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元52具體用于通過(guò)三維重建算法將數(shù)字回波信號(hào)處理為三維圖像數(shù)據(jù)。

如圖4所示，在本實(shí)施例中，微波三維成像系統(tǒng)100還包括顯示模塊60，顯示模塊60與數(shù)據(jù)處理模塊50通信連接，用于將三維圖像數(shù)據(jù)還原為三維圖像進(jìn)行顯示。

在具體應(yīng)用中，顯示模塊690具體可以選用顯示器類設(shè)備。

如圖5所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元52所采用的三維重建算法具體包括：

步驟s101：獲取所述數(shù)字回波信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，數(shù)字回波信號(hào)實(shí)際上包括通過(guò)所有天線陣列模塊中的每個(gè)接收天線單元在每個(gè)等效相位位置所采集到的反射電磁波處理得到的數(shù)據(jù)，本實(shí)施例中只是為了表述方便，而將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為數(shù)字回波信號(hào)，同理，下述步驟中的所有信號(hào)實(shí)際上均是由多個(gè)性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)組成，每個(gè)數(shù)據(jù)均由一個(gè)等效相位位置所采集到的反射電磁波經(jīng)過(guò)一系列數(shù)據(jù)處理后得到。

步驟s102：對(duì)所述數(shù)字回波信號(hào)進(jìn)行二維傅里葉變換，得到二維傅里葉變換信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，二維傅里葉變換具體可以選用并行快速二維傅里葉變換，即可以同時(shí)對(duì)在每個(gè)等效相位位置對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，以加快數(shù)據(jù)處理速度。

步驟s103：對(duì)所述二維傅里葉變換信號(hào)和預(yù)設(shè)相位因子進(jìn)行乘計(jì)算，得到一維傅立葉反變換信號(hào)。

在具體應(yīng)用中，得到一維傅立葉反變換信號(hào)的處理過(guò)程也可以是類似于上述并行快速二維傅里葉變換的并行處理過(guò)程。

步驟s104：通過(guò)內(nèi)插重構(gòu)算法，對(duì)所述一維傅立葉反變換信號(hào)中的預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)進(jìn)行一維傅立葉反變換插值，得到以內(nèi)插值替換的乘積。

在具體應(yīng)用中，可以根據(jù)需要選擇任意常用的內(nèi)插重構(gòu)算法；通過(guò)插值可以將不均勻的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成均勻的數(shù)據(jù)。

步驟s105：對(duì)所述以內(nèi)插值替換的乘積進(jìn)行三維反變換，得到復(fù)三維圖像數(shù)據(jù)；

步驟s106：計(jì)算所述復(fù)三維圖像數(shù)據(jù)的幅度，得到所述三維圖像數(shù)據(jù)。

如圖6所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還提供一種基于上述微波三維成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波三維成像方法，其包括：

步驟s201：通過(guò)機(jī)械掃描模塊控制所有天線陣列模塊沿預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)弧面合成孔徑或柱面合成孔徑；

步驟s202：通過(guò)開關(guān)陣列模塊控制所述天線陣列模塊中每個(gè)發(fā)射天線單元和每個(gè)接收天線單元的開關(guān)狀態(tài)；

步驟s203：在所述天線陣列模塊在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，控制信號(hào)收發(fā)模塊通過(guò)所述天線陣列模塊向所述預(yù)設(shè)目標(biāo)發(fā)射電磁波、接收所述預(yù)設(shè)目標(biāo)反射回來(lái)的反射電磁波并將所述反射電磁波轉(zhuǎn)換為模擬回波信號(hào)；

步驟s204：通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)所述模擬回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和三維重建，得到所述預(yù)設(shè)目標(biāo)的三維圖像數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例通過(guò)控制至少兩組天線陣列模塊繞預(yù)設(shè)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，掃描得到預(yù)設(shè)目標(biāo)反射的回波數(shù)據(jù)，可以有效提高掃描數(shù)據(jù)獲取速度，從而加快微波三維成像速度。

本發(fā)明所有實(shí)施例中的模塊或單元，可以通過(guò)通用集成電路，例如cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，或通過(guò)asic(applicationspecificintegratedcircuit，專用集成電路)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例方法中的步驟可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行順序調(diào)整、合并和刪減。

本發(fā)明實(shí)施例裝置中的模塊或單元可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行合并、劃分和刪減。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。