特許 7420813 セキュリティ検査機器およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】セキュリティ検査機器およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/89 20060101AFI20240116BHJP

   G01V 3/12 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

G01S13/89

G01V3/12 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021538342

(86)(22)【出願日】2019-10-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-22

(86)【国際出願番号】 CN2019110380

(87)【国際公開番号】W WO2020134334

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-06-29

(31)【優先権主張番号】201811653597.4

(32)【優先日】2018-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】502192546

【氏名又は名称】清華大学

【氏名又は名称原語表記】Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

【住所又は居所原語表記】Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｄｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(73)【特許権者】

【識別番号】503414751

【氏名又は名称】同方威視技術股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ 志▲強▼

(72)【発明者】

【氏名】游 燕

(72)【発明者】

【氏名】▲趙▼ 自然

(72)【発明者】

【氏名】▲馬▼ 旭明

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲凱▼

【審査官】佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５３７６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９０３１２８４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００８２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１００９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３６６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９６９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５７５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２０３３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｇ０１Ｖ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検対象を載せるように構成された底板と、
前記底板に垂直な少なくとも１つの側板と、
前記底板に設けられている、前記底板に平行な２次元多重送受信アレイパネル、および各前記側板に少なくとも１つ設けられている、２次元多重送受信アレイパネルと、
前記２次元多重送受信アレイパネルに接続され、受信したエコー信号に基づいて被検対象の画像を再構成するように構成された信号処理装置と、
信号処理装置に接続され、再構成された被検対象の画像を表示するように構成された表示装置と、を含み、
前記２次元多重送受信アレイパネルは、
それぞれが複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを含むものであって、前記複数の送信アンテナのそれぞれと前記複数の受信アンテナの対応する受信アンテナとを結ぶ線の中点を等価位相中心とし、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナが、等価位相中心が２次元アレイに配列されるように配置される少なくとも１つの２次元多重送受信サブアレイと、
前記複数の送信アンテナを制御して所定の順序で被検対象にマイクロ波ミリ波である検出信号を送信し、前記複数の受信アンテナを制御して被検対象からのエコー信号を受信するように構成された制御回路と、
を含む、セキュリティ検査機器。

【請求項2】

前記少なくとも１つの側板は、第１の側板と、第２の側板と、第３の側板とを含み、前記第１の側板と第２の側板との間は、第１の検出空間を形成し、前記第２の側板と第３の側板との間は、第２の検出空間を形成する、請求項１に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項3】

前記底板に設けられている前記２次元多重送受信アレイパネルは、前記底板内部または下方に取り付けられる、請求項１に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項4】

前記２次元多重送受信サブアレイのそれぞれにおいて隣接する送信アンテナおよび／または隣接する受信アンテナ間の距離は、前記検出信号の複数の周波数のうちの１つに対応する波長の整数倍であり、隣接する等価位相中心間の距離は、前記検出信号の波長の半分である、請求項１に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項5】

前記２次元多重送受信サブアレイは、第１の方向に沿って配列された２行の送信アンテナと、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列された２列の受信アンテナとを含み、前記２行の送信アンテナと前記２列の受信アンテナは、矩形パターンを形成し、または、
前記２次元多重送受信サブアレイは、第１の方向に沿って配列された１行の送信アンテナと、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列された１列の受信アンテナとを含み、前記行と前記列とは、交差して十字状を形成する、請求項１に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項6】

前記制御回路は、前記２次元多重送受信サブアレイのそれぞれにおける複数の送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、当該２次元多重送受信サブアレイにおける複数の受信アンテナを制御してエコー信号を受信するように構成され、または、
前記制御回路は、前記２次元多重送受信アレイパネルにおける全ての送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、前記２次元多重送受信アレイパネルにおける全ての受信アンテナを制御してエコー信号を受信するように構成される、請求項１に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項7】

前記２次元多重送受信アレイパネルが位置する平面内で前記２次元多重送受信アレイパネルを平行移動するように構成された平行移動装置をさらに含む、請求項１～６の何れか一項に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項8】

前記信号処理装置に接続された警報装置をさらに含み、
前記信号処理装置は、さらに、再構成された被検対象の画像から、予め設定された標準に従って、被検対象が危険物を含む可能性があるか否かを判断し、危険物を含む可能性があると判断する場合、前記警報装置を制御して警報を行うように構成された、請求項１～６の何れか一項に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項9】

前記検出信号は、周波数が１０～３００ＧＨｚ範囲内のマイクロ波ミリ波である、請求項１～６の何れか一項に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項10】

前記２次元多重送受信アレイパネルの長さおよび幅は、いずれも１０ｃｍ～５０ｃｍの範囲内である、請求項１～６の何れか一項に記載のセキュリティ検査機器。

【請求項11】

前記２次元多重送受信アレイパネルを用いて被検対象に検出信号を送信し、被検対象からのエコー信号を受信することと、
受信したエコー信号に基づいて、被検対象の画像を再構成することとを含む、請求項１～１０の何れか一項に記載のセキュリティ検査機器の制御方法。

【請求項12】

前記被検対象の画像を再構成することは、ホログラフィック再構成アルゴリズムまたは逆投影アルゴリズムに基づいて被検対象の画像を再構成することを含む、請求項１１に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１８年１２月２９日に提出された、出願番号が２０１８１１６５３５９７．４の中国特許出願の優先権を主張し、その内容全体が参照により本願に組み込まれる。

【0002】

本開示は、セキュリティ検査技術分野に関し、具体的にはセキュリティ検査機器およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0003】

空港、駅、ホテル、校庭、銀行などの特別な場所におけるセキュリティ対策は、ますます高まるセキュリティニーズを満たすことができない。毒物、爆発物などの危険物を靴底に隠すことは、現在、犯罪を犯す一般的な方法である。これに通常使用されるセキュリティ検査方法には、金属探知機によるセキュリティ検査、手動セキュリティ検査、Ｘ線セキュリティ検査が含まれる。しかし、金属探知機は、金属しか探知できず、毒物、爆発物などの非金属物質を探知することができない。手動セキュリティ検査は、通常の場合、靴を脱いだり、特定の姿勢を維持したりするなど、被検対象の協力が必要であり、被検対象およびセキュリティ検査担当者の両方に不便を与える一方で、セキュリティ検査の速度および正確性が低い。Ｘ線セキュリティ検査は、電離放射線があり、人体の健康に影響を与える。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の一態様によれば、セキュリティデバイスを提供し、当該セキュリティデバイスは、
被検対象を載せるように構成された底板と、
前記底板に設けられて前記底板に平行である２次元多重送受信アレイパネルと、を備え、
前記２次元多重送受信アレイパネルは、
それぞれが複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを含むものであって、前記複数の送信アンテナのそれぞれと前記複数の受信アンテナの対応する受信アンテナとを結ぶ線の中点を等価位相中心とし、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナが、等価位相中心が２次元アレイに配列されるように配置された、少なくとも１つの２次元多重送受信サブアレイと、
前記複数の送信アンテナを制御して所定の順序で被検対象に電磁波形態の検出信号を送信し、前記複数の受信アンテナを制御して被検対象からのエコー信号を受信するように構成された制御回路と、
前記２次元多重送受信サブアレイに接続され、受信したエコー信号に基づいて被検対象の画像を再構成するように構成された信号処理装置と、
信号処理装置に接続され、再構成された被検対象の画像を表示するように構成された表示装置と、を含む。

【0005】

好ましくは、前記セキュリティ検査機器は、少なくとも１つの側板をさらに含み、前記少なくとも１つの側板は、前記底板に垂直であり、各側板には、少なくとも１つの前記２次元多重送受信アレイパネルが設けられている。

【0006】

好ましくは、前記少なくとも１つの側板は、第１の側板と、第２の側板と、第３の側板とを含み、前記第１の側板と第２の側板との間は、第１の検出空間を形成し、前記第２の側板と第３の側板との間は、第２の検出空間を形成する。

【0007】

好ましくは、前記２次元多重送受信アレイパネルは、前記底板内部または下方に取り付けられる。

【0008】

好ましくは、２次元多重送受信サブアレイのそれぞれにおいて隣接する送信アンテナおよび／または隣接する受信アンテナ間の距離は、前記検出信号の複数の周波数のうちの１つに対応する波長の整数倍であり、隣接する等価位相中心間の距離は、前記検出信号の波長の半分である。

【0009】

好ましくは、前記２次元多重送受信サブアレイは、第１の方向に沿って配列された２行の送信アンテナと、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列された２列の受信アンテナとを含み、前記２行の送信アンテナと前記２列の受信アンテナは、矩形パターンを形成し、または、
前記２次元多重送受信サブアレイは、第１の方向に沿って配列された１行の送信アンテナと、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列された１列の受信アンテナとを含み、前記行と前記列とは、交差して十字状を形成する。

【0010】

好ましくは、前記制御回路は、２次元多重送受信サブアレイのそれぞれにおける複数の送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、当該２次元多重送受信サブアレイにおける複数の受信アンテナを制御してエコー信号を受信するように構成され、または、前記制御回路は、前記２次元多重送受信アレイパネルにおける全ての送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、前記２次元多重送受信アレイパネルにおける全ての受信アンテナを制御してエコー信号を受信するように構成される。

【0011】

好ましくは、前記セキュリティ検査機器は、前記２次元多重送受信アレイパネルが位置する平面内で前記２次元多重送受信アレイパネルを平行移動するように構成された平行移動装置をさらに含む。

【0012】

好ましくは、前記セキュリティ検査機器は、前記信号処理装置に接続された警報装置をさらに含み、前記信号処理装置は、さらに、再構成された被検対象の画像から、予め設定された標準に従って、被検対象が危険物を含む可能性があるか否かを判断し、危険物を含む可能性があると判断する場合、前記警報装置を制御して警報を行うように構成された。

【0013】

好ましくは、前記検出信号は、周波数が１０～３００ＧＨｚ範囲内のマイクロ波ミリ波である。

【0014】

好ましくは、前記２次元多重送受信アレイパネルの長さおよび幅は、いずれも１０ｃｍ～５０ｃｍの範囲内である。

【0015】

本開示の他の態様によれば、上記セキュリティ検査機器の制御方法を提供し、それは、
前記２次元多重送受信アレイパネルを用いて被検対象に検出信号を送信し、被検対象からのエコー信号を受信することと、
受信したエコー信号に基づいて、被検対象の画像を再構成することとを含む。
好ましくは、前記被検対象の画像を再構成することは、ホログラフィック再構成アルゴリズムまたは逆投影アルゴリズムに基づいて被検対象の画像を再構成することを含む。

【0016】

本開示の実施例は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを利用して電磁波走査により底板に載せられた被検対象の局部（例えば、人体の足部）に対して自動セキュリティ検査を行い、検出正確度が高い一方、被検対象の脱靴が不要であり、セキュリティ検査速度を向上させるとともにユーザ使用体験を改善させる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1a】本開示の一実施例によるセキュリティ検査機器の構成概略図を示す。

【図1b】図１ａのセキュリティ検査機器の概略回路図を示す。

【図2a】本開示の別の実施例によるセキュリティ検査機器の構成概略図を示す。

【図2b】図２ａのセキュリティ検査機器の概略回路図を示す。

【図3a】本開示の一実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図3b】図３ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心の概略図を示す。

【図4】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図5】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図6】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図7】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図8a】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図8b】図８ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心の概略図を示す。

【図9a】本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。

【図9b】図９ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心の概略図を示す。

【図10】本開示の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの動作原理の概略図を示す。

【図11】本開示の一実施例によるセキュリティ検査機器の制御方法の概略フローチャートを示す。

【図12】本開示の別の実施例によるセキュリティ検査機器の制御方法の概略フローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本開示は、様々な修正および代替可能な形態を許容するが、その具体的な実施例は、例として図面に示され、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、添付の図面および詳細な説明は、本開示を開示された具体的な形態に限定することを意図するものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲によって限定される本開示の趣旨および範囲に入る全ての補正、同等形態および代替形態をカバーすることを意図することが理解されるべきである。図面は説明のためのものであり、縮尺通りに描かれていない。

【0019】

本明細書において「上」、「下」、「左」、「右」などの用語を使用することは、要素の絶対方位を限定するためではなく、理解のために図面における要素の相対的な位置を説明するためである。本明細書において、「頂側」および「底側」は、一般的な場合に対して物体直立の上側および下側の方位である。「第１の」、「第２の」なども、ソートではなく、異なる部品を区別するためのものである。

【0020】

以下、図面を参照して本開示による複数の実施例を説明する。

【0021】

図１ａは、本開示の一実施例によるセキュリティ検査機器の構成概略図を示し、図１ｂは、図１ａのセキュリティ検査機器の概略回路図を示す。図１ａおよび１ｂ（まとめて図１と呼ばれる）に示すように、セキュリティ検査機器１００は、底板１０と、２次元多重送受信アレイパネル２０と、信号処理装置３０とを含む。

【0022】

底板１０は、被検対象４０を載せるためのものである。図１ａの示例では、被検対象４０は、人の足である。底板１０は、電磁波の浸透に適した様々な材料であればよく、木、ゴム、ガラスなどを含むが、これらに限定されない。

【0023】

２次元多重送受信（２Ｄ ＭＩＭＯ、２～Ｄｅｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ-Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ-Ｏｕｔｐｕｔ）アレイパネル２０は、底板１０に設けられて底板１０に平行である。図１ａでは、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、底板１０の内部に取り付けられ、サイズは、被検対象のサイズとマッチングするように設定され、例えば、人間の両足のサイズとマッチングするように設定される。

【0024】

２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１と、制御回路２２とを含む。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１は、少なくとも１つの２Ｄ ＭＩＭＯサブアレイを含んでもよく、２Ｄ ＭＩＭＯサブアレイのそれぞれは、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを含み、前記複数の送信アンテナのそれぞれと前記複数の受信アンテナの対応する受信アンテナとを結ぶ線の中点は、等価位相中心（ｐｈａｓｅ ｃｅｎｔｅｒ）とされ、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは、等価位相中心が２次元アレイに配列されるように配置される。制御回路２２は、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１における複数の送信アンテナを制御して所定の順序で被検対象に電磁波形態の検出信号を送信することができ、複数の受信アンテナを制御して被検対象からのエコー信号を受信することができる。いくつかの実施例では、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、１０～４０ＧＨｚチップによって実現することができ、アレイ集積度が高く、コストが低いなどの利点を有する。

【0025】

信号処理装置３０は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０に接続され、受信したエコー信号に基づいて被検対象４０の画像を再構成することができる。例えば、信号処理装置３０は、アナログ信号プロセッサ、デジタル－アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）およびデジタル信号プロセッサを含んでもよい。２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、マイクロ波ミリ波形態の検出信号を被検対象に送信し、検出信号が被検対象に到達した後に生成されたエコー信号は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０で受信され、それは２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０の等価位相中心に対応するエコーデータを載せた。２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、エコー信号をアナログ信号プロセッサ２１に送信する。アナログ信号プロセッサは、受信した電力信号形態のエコー信号をアナログ信号に変換してデジタル－アナログ変換器に送信する。デジタル－アナログ変換器は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル信号プロセッサに送信する。デジタル信号プロセッサは、受信したデジタル信号に基づいて画像再構成を行う。

【0026】

いくつかの実施例では、図１ｂに示すように、セキュリティ検査機器１００は、表示装置５０をさらに含んでもよい。表示装置５０は、信号処理装置２０に接続され、信号処理装置２０によって再構成された被検対象４０の画像を表示することができる。表示装置３は、表示画面、プロジェクタなどの表示機能を備えた様々な機器として実現されてもよい。いくつかの実施例では、信号処理装置３０は、さらに、画像を再構成した後、再構成された被検対象の画像から、予め設定された標準に従って、被検対象が危険物を含む可能性があるか否かを判断することもできる。例えば、禁則シード、毒物、爆発物などの危険物の特徴テンプレートを予め記憶しておき、再構成された画像をテンプレートと対比することにより、被検対象が危険物を含む可能性があるか否かを判断してもよいし、含まれる可能性がある危険物の種類、量およびこの種類の危険品を含む確率などをさらに判断してもよい。信号処理装置３０は、被検対象１２が危険物を含むことを検出した後、表示装置５０を制御して提示情報を提示することができ、例えば、提示情報は、危険物の種類、当該危険品を含む確率などを示すことができ、これにより、作業者が更なる判断を行い、必要に応じてパッケージを開いて検査するのに役立つ。

【0027】

いくつかの実施例では、セキュリティ検査機器１００は、信号処理装置２に接続された警報装置６０をさらに含んでもよい。この場合、信号処理装置３０は、さらに、再構成された被検対象４０の画像から、予め設定された標準に従って、被検対象４０が危険物を含む可能性があるか否かを判断し、危険物を含む可能性があると判断する場合、警報装置６０を制御して警報を行ってもよい。警報装置６０は、様々な形態で実現されてもよく、スピーカ、バイブレータ、アラームなどのような音声、振動、および他の様々な形態で警報を発する装置を含むが、これらに限定されない。警報レベルをさらに設定してもよく、例えば、信号処理装置３０は、危険物を含む確率が低い場合には、より低い音量の音またはより弱い振動で警告するように警報装置６０を制御し、危険物を含む確率が高い場合には、より高い音量の音またはより強い振動で警告するように警報装置６０を制御してもよい。

【0028】

いくつかの実施例では、セキュリティ検査機器は、平行移動装置７０をさらに含んでもよい。平行移動装置７０は、セキュリティ検査機器１００に取り付けられてもよく、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０が位置する平面内で２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０を平行移動するために使用される。例えば、平行移動装置７０は、予め設定された経路および速度で２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０を平行移動させることができ、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０が走査タスクを完了する度に（すなわち、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０内の全ての送信アンテナが検出信号の送信を完了し、受信アンテナがエコー信号の受信を完了する度に）、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０を次の位置に平行移動させて、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０が次の走査を再開するようにすることができ、これにより、１つの２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０を用いて複数の２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０の走査効果を達成することができ、コスト節減およびシステム構成の簡素化の効果を奏することができる。これについては、以下でさらに詳細に説明する。いくつかの実施例では、平行移動装置７０は、レール、モータ、接続部材、スライダ、制御回路などを含んでもよく、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、モータの作用下でレールに沿って移動可能となるように、接続部材を介してスライド部材に取り付けられてもよい。

【0029】

図２ａおよび図２ｂ（まとめて図２と呼ばれる）は、それぞれ本開示の別の実施例によるセキュリティ検査機器の構成概略図および概略回路図を示す。図２のセキュリティ検査機器２００は、図１のセキュリティ検査機器１００と同様であり、少なくとも、図２のセキュリティ検査機器２００が３つの側板１１、１２および１３をさらに備え、各側板１１、１２および１３（例えば、内部または表面）に上記２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルが設けられる点で相違する。以下、説明を簡単にするために、主に相違部分について詳細に説明する。図２では、底板１０に取り付けられる２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを２０ａと示し、側板１１、１２および１３に取り付けられる２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルをそれぞれ２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄとして示し、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをまとめて２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０と呼ぶ。側板１１と側板１２との間は、第１の検出空間を形成し、側板１２と側板１３との間は、第２の検出空間を形成する。図２ａでは、第１の検出空間および第２の検出空間は、それぞれ、被検対象４０の２つの部分、例えば人の左足および右足を収容することができる。底板１０（例えば、内部または下方）に取り付けられる２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａは、被検対象４０（例えば、人の両足）の底部（例えば、靴底）を走査するために使用され得、側板１１、１２および１３の内部または表面に取り付けられる２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄは、被検対象４０（例えば、人の両足）の側面を走査するために使用され得る。

【0030】

信号処理装置３０は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに接続される。信号処理装置３０は、以上のような構成を有していてもよく、もちろん、他の適切な構成を採用していてもよい。２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、それぞれ異なる位置から被検対象４０の異なる部分に検出信号を送信して被検対象４０の各部分からのエコー信号を受信し、例えば、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａは、人の両足の底部に検出信号を送信し、人の両足底部からのエコー信号を受信し、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ｂおよび２０ｃは、それぞれ人の左足の両側に検出信号を送信し、対応するエコー信号を受信し、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ｃおよび２０ｄは、それぞれ人の右足の両側に検出信号を送信し、対応するエコー信号を受信する。信号処理装置３０は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのそれぞれのエコー信号に基づいて、当該２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルに対応する被検対象部分の画像を再構成することができ、例えば、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａが受信したエコー信号に基づいて、人の両足の底部の画像を再構成し、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ｂおよび２０ｃが受信したエコー信号に基づいて、それぞれ左足の両側の画像を再構成し、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ｃおよび２０ｄが受信したエコー信号に基づいて、それぞれ右足の両側の画像を再構成することができる。信号処理装置３０は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのエコー信号の組み合わせに基づいて、被検対象の画像の一部または全体を再構成することもできる。

【0031】

以上、３つの側板１１、１２および１３を有し、各側板に１つの２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルが設けられていることを例として説明したが、本開示の実施例はこれに限定されず、側板の数および配列形態ならびに側板における２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルの数および配列形態が必要に応じて設計されてもよいことは、当業者にとって明らかである。例えば、底板に垂直であり且つ底板における２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルの上方に位置する１つの側板を設けることができ、当該側板の両側の空間には、人の左足と右足がそれぞれ置かれ、当該側板の左右両側の表面または内部には、それぞれ少なくとも１つの２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルが設けられて左足の右側と右足の左側をそれぞれ走査することができる。いくつかの実施例では、底板および側板の形状ならびにサイズは、異なる検出対象の外形およびサイズに適応するように必要に応じて設定されてもよい。例えば、側板は、円弧状、不規則な形状などに設計されてもよく、底板は、円形、不規則な形状などに設計されてもよい。いくつかの実施例では、他の方向に延びる２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを設けてもよく、例えば、側板上方に位置する頂板を設けてもよく、頂板には、人体の足の表面を走査するなどために、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを設けてもよく、ここでその説明が省略される。

【0032】

いくつかの実施例では、上記セキュリティ検査機器は、他のセキュリティ検査機器と組み合わせて使用することができ、例えば、ミリ波検出に基づくセキュリティ検査ゲートの下方に取り付けることができ、被検対象が当該セキュリティ検査機器に立って、ミリ波セキュリティ検査ゲートによる走査探知を待つと同時に、その足の結像が完了する。当該セキュリティ検査機器の検出および結像過程は、ミリ波セキュリティ検査ゲートと同時に行うことができ、表示装置および／または警報装置を共用することができる。

【0033】

以下、図３～図１０を参照して、本開示の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０における２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１の構造を説明する。本開示の実施例によれば、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、１０～４０ＧＨｚチップを用いて実現することができ、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０における２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１は、アレイに配列された複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを含むことができ、送信アンテナと受信アンテナは、必要に応じて様々な形態で基板に取り付けることができる。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１は、少なくとも１つの２Ｄ ＭＩＭＯサブアレイを含むことができ、各サブアレイのサイズは、等価位相中心を使用する許容可能な誤差に従って決定され、結像距離（検出距離）に関する。本開示の実施例では、各２Ｄ ＭＩＭＯサブアレイにおいて隣接する送信アンテナおよび／または隣接する受信アンテナ間の距離は、検出信号の複数の周波数のうちの１つ（例えば、中心動作周波数）に対応する波長の整数倍（例えば、１倍、２倍、３倍、４倍、５倍など）であってもよい。隣接する等価位相中心間の距離は、検出信号の複数の周波数のうちの１つに対応する波長の半分であってもよい。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１のサイズは、結像領域と同じか、または結像領域より若干小さくまたは若干大きく設計されてもよく、それにより、被検対象の画像を正しく再構成することを確保でき、例えば、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの長さおよび幅は、３０ｃｍ～５０ｃｍ範囲内であってもよい。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１の結像距離、すなわち、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１と被検対象との間の距離は、２ｃｍ～３０ｃｍ範囲内であってもよい。

【0034】

図３ａおよび３ｂ（まとめて図３と呼ばれる）は、それぞれ本開示の一実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図および等価位相中心概略図を示す。
図３ａに示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、１つのサブアレイを含み、当該サブアレイは、水平方向に配列された２行の送信アンテナＴｘと、垂直方向に配列された２列の受信アンテナＲｘとを含み、２行の送信アンテナＴｘと２列の受信アンテナＲｘとは、矩形パターンを形成する。図３ａでは、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイのサイズは、３０ｃｍ×３０ｃｍであってもよく、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数はそれぞれ４６、４６であり、図では、簡略化のために、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数は、単に例示であり、実際の数ではない。

【0035】

図３ｂに示すように、送信信号と受信信号の等価位置は、アンテナの位相中心で表すことができ、当該等価位置は、２つの独立したアンテナまたは開口の物理中心である。本開示の実施例では、送信アンテナと対応する受信アンテナとを結ぶ線の中点を二者の等価位相中心とする。ＭＩＭＯアーキテクチャの下では、１つの送信アンテナＴｘが複数の受信アンテナＲｘに対応し、本開示の実施例では、受信アンテナＲｘと送信アンテナＴｘが同じ位置に配置されず、そのような送信アンテナおよび受信アンテナが空間的に分離されたシステムは、１つの仮想的なシステムを使用してシミュレーションすることができ、仮想システムでは、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの各グループの間に１つの仮想位置が追加され、この位置は等価位相中心と呼ばれる。送受信アンテナの組み合わせによって収集されたエコーデータは、その等価位相中心が存在する位置で自己送受信アンテナによって収集されたエコーと等価であり得る。

【0036】

図３における２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイでは、隣接する送信アンテナと隣接する受信アンテナとの間の距離はいずれも、検出信号の波長λであり、隣接する等価位相中心間の距離は、λ／２であり、結像のサンプリング間隔（すなわち、等価位相中心の間隔）は、λ／２ のオーダーであり、これにより、再構成された画像にはアーチファクトの重畳が存在しない。

【0037】

図４は、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図４に示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、２×２個のサブアレイを含み、各サブアレイのサイズは、１０ｃｍ×１０ｃｍとされ、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの総サイズは、２０ｃｍ×２０ｃｍであり、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数は、それぞれ１４１、１４１である。

【0038】

図５は、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図５に示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、３×３個のサブアレイを含み、各サブアレイのサイズは、８ｃｍ×８ｃｍであり、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの総サイズは、２４ｃｍ×２４ｃｍであり、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数は、それぞれ２２４、２２４である。

【0039】

図６は、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図６に示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、２×３個のサブアレイを含んでもよく、各サブアレイのサイズは、１０ｃｍ×１０ｃｍであり、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの総サイズは、２０ｃｍ×３０ｃｍであり、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数は、それぞれ１８８、２１３である。

【0040】

図７は、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図７に示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、２×４個のサブアレイを含み、各サブアレイのサイズは、１０ｃｍ×１０ｃｍであり、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの総サイズは、２０ｃｍ×４０ｃｍであり、送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘ数は、それぞれ２８５、２３５である。

【0041】

上記１０～４０ＧＨｚチップを用いることに加えて、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０は、２～１００ＧＨｚ範囲内の他の周波数のＭＩＭＯチップとしても実現できる。２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０において２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１の長さおよび幅は、３０ｃｍ～５０ｃｍ範囲内であってもよく、結像距離（すなわち、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイと被検対象との距離）は、２ｃｍ～３０ｃｍ範囲内であってもよい。表１は、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの総サイズが３０ｃｍ×３０ｃｍである場合、２つの異なるサブアレイサイズについて異なる周波数帯域における送信アンテナＴｘと受信アンテナＲｘの数を表し、＊は、中心周波数を表す。例えば、表１に示すように、３０ｃｍ×３０ｃｍの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイについて、サブアレイサイズが３０ｃｍ×３０ｃｍであれば、２ＧＨｚ～２０ＧＨｚ周波数帯域の検出信号に関して、送信アンテナ数が１８個であり、受信アンテナ数が１８個であるが、サブアレイサイズが１５ｃｍ×１５ｃｍであれば、２ＧＨｚ～２０ＧＨｚ周波数帯域の検出信号に関して、送信アンテナ数が２４個であり、受信アンテナ数が２４個であり、以下同様である。

【0042】

【表1】

【0043】

図８ａは、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図８ｂは、図８ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心の概略図を示す。図８ａに示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、１つのサブアレイを含み、当該サブアレイは、水平方向に沿って配列された１行の送信アンテナＴｘと、垂直方向に沿って配列された１列の受信アンテナＲｘとを含み、当該１行の送信アンテナＴｘと１行の受信アンテナＲｘとは、交差して十字状パターンを形成する。図９ｂに示すように、図９ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心は、アレイの形態で十字形パターンの中心位置に分布する。

【0044】

図９ａは、本開示の別の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの構成概略図を示す。図９ｂは、図８ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの等価位相中心の概略図を示す。図９ａに示すように、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、１つのサブアレイを含み、当該サブアレイは、アレイの第１の対角方向に沿って配列された１列の送信アンテナＴｘと、アレイの第２の対角方向に沿って配列された１列の受信アンテナＲｘとを含み、当該１列の送信アンテナＴｘと１列の受信アンテナＲｘとは、交差して、パネルに対角形態の十字形パターンを形成する。図９ｂに示すように、図９ｂの等価位相中心は、図８ｂの等価位相中心に対して４５度（時計回りまたは反時計回り）回転されており、これは、図９ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイが図８ａの２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイに対して４５度回転されるためである。

【0045】

当業者には明らかなように、以上は、単なる例であり、本開示の２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ１１の構造は、これに限定されず、サブアレイのサイズ、アレイのサイズ、サブアレイにおいてアンテナの配列形態およびアンテナの数は、必要に応じて調整されてもよい。

【0046】

以下、図１０を参照して、本開示の実施例による２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの動作原理を説明する。図１０に示すように、４×４個のサブアレイを含む２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイを例として説明し、各サブアレイ１０１は、図２に示す構造を有し、形成された等価位相中心は、アレイ１０２の形態（等価位相中心ネットワークとも呼ばれる）で配列され、（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）は、アレイ（等価位相中心ネットワーク）における等価位相中心の座標を示す。当該２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの結像領域１０３の中心基準点は、

【数1】

で表され、被検対象は、中心基準点

【数2】

に位置する点散乱体を含む。セキュリティ検出を行う時に、電子走査の形態を用いて上記２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイを制御することができる。

【0047】

例として、制御回路は、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイの各サブアレイにおける送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、受信アンテナを制御してエコー信号を受信し、それから、次のサブアレイを切り替え、アンテナアレイの全体の走査が完了するまでこれを繰り返して、被検対象の異なる視角の全ての散乱データを取得する。別の示例として、制御回路は、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイにおける全ての送信アンテナを制御して検出信号を順に送信し、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイにおける全ての受信アンテナを制御してエコー信号を受信することができる。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイがただ１つのサブアレイを含む場合、後述するホログラフィック再構成アルゴリズムを用いて画像再構成を行うことができる。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイが複数のサブアレイを含む場合、後述する逆投影アルゴリズムを用いて再構成を行うことができる。

【0048】

本開示の実施例では、周波数が１０～３００ＧＨｚ範囲内のマイクロ波ミリ波を検出信号として用い、当該帯域の波は、人体に電離障害を与えず、人体セキュリティ検査に用いることができる。本開示の実施例では、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイは、２次元アレイに配置された複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを含み、電子走査の形態で動作し、電子走査は、検出速度が速い利点を有し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に基づく３次元ホログラフィックアルゴリズムアルゴリズムと組み合わせてリアルタイム結像を実現することができる。２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイにおける１つの送信アンテナと１つの対応する受信アンテナは、１つの等価位相中心を生成することができ、送受信アンテナ組み合わせのペアによって収集されたエコーデータは、その等価位相中心がある位置での自己受送信アンテナによって収集されたエコーと等価であり得る。等価位相中心はアレイに配列され、隣接する等価位相中心の間隔は基本的に検出信号の波長λの半分であり、これにより、等価挙動中心アレイ全体が基本的にフルアレイになり、適用される結像システムで採用されるサンプリング間隔（すなわち、等価位相中心の間隔）はλ／２ のオーダーであるため、生成された画像にはアーチファクトの重畳が存在せず、より鮮明な画像を形成することができ、画像処理の速度が向上する。

【0049】

図１１は、本開示の実施例によるセキュリティ検査機器の制御方法の概略フローチャートを示す。

【0050】

ステップＳ１０１では、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネル２０を制御して、検出信号を被検対象に送信し、被検対象からのエコー信号を受信する。例えば、制御回路２２によって、２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイ２１を制御して、上述のようにして被検対象に検出信号を送信し、エコー信号を受信するようにしてもよい。検出信号は、電磁波であってもよく、例えば、ミリ波、具体的にはミリ波テラヘルツ波であってもよい。

【0051】

ステップＳ１０２では、受信したエコー信号に基づいて、被検対象の画像を再構成する。例えば、ホログラフィック再構成アルゴリズムまたは逆投影アルゴリズムを用いて被検対象の画像を再構成することができる。

【0052】

ホログラフィック再構成アルゴリズムは、被検物画像のリアルタイム再構成を実現することができる。送受信アンテナ組み合わせのペアによって収集されたエコーデータは、その等価位相中心がある位置での自己受送信アンテナによって収集されたエコーと等価であり得る。信号処理装置は、等価位相中心におけるエコーデータを収集し、収集された被検対象の反射データをｓ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）と仮定し、反射データを以下の式により補正し、補正後反射データマトリクスが得られる。

【0053】

【数3】

【0054】

ｓ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）は、補正されていない散乱データマトリクスであり、ｎ_ｘおよびｎ_ｙは、等価位相中心ネットワークにおける等価位相中心の位置（すなわち、行および列の指数）である。

【0055】

Ｒ_ｕ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）のＲ_ｏ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）の算出式は、次のとおりである。

【数4】

【0056】

図１０に示すように、

【数5】

は、結像領域１０３の中心の基準点を表し、ｊは、虚数を表し、ｋは、空間定数を表す。

【0057】

Ｒ_ｕ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）は、算出された反射集を表し、この場合、図１０に示すように、次の被検対象がサンプリングされ、被検対象は、

【数6】

に定位する１つの点散乱体を含む。

【0058】

Ｒ_ｏ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）は、算出された反射集を表し、マルチ送受信開口の等価位相中心ネットワークをサンプリング（図１０に示す）する場合、この算出された反射集が得られる。

【0059】

次に、２次元フーリエ変換アルゴリズムを使用して再構成し、被検対象の散乱係数が得られる：

【数7】

Ｉ（ｘ、ｙ）は、被検対象の散乱係数を表し、ｚ_０は、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルと被検対象との間の距離を表し、ｊは、虚数を表し、ｋは、伝搬定数であり、ｋ_ｘ、ｋ_ｙはそれぞれ空間伝搬定数である。ＦＦＴ_２Ｄは、２次元フーリエ変換であり、ＩＦＦＴ_２Ｄは、２次元逆フーリエ変換である。

【0060】

２次元開口走査が完了した後に、収集されたエコーデータは、ｓ（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）として表すことができる。最後に、快速フーリエ変化に基づく合成開口ホログラフィックアルゴリズムと組み合わせて、高速再構成を実現でき、結像を完了することができる。結像アルゴリズムの目的は、エコー表示式から被検対象の像、すなわち被検対象の散乱係数Ｉ（ｘ、 ｙ）を逆算することにあり、フーリエ変換に基づく合成開口ホログラフィックアルゴリズムは、結像領域全体をポイント毎に再構成する必要がなく、高速フーリエ変換の利点を用いて、正確な結像領域に対する再構成を一度に完了する。したがって、当該アルゴリズムは、高速走査および高速画像再構成を実現できるため、リアルタイム結像を実現する。再構築された画像が表示装置に表示され、不審物警告アルゴリズムと組み合わせて不審物に対して警告が行われる。

【0061】

逆投影は、コンピュータ断層走査技術から生じ、時間領域信号処理に基づく精確な撮像アルゴリズムである。その基本的な考え方としては、結像領域領域内の各結像ポイントについて、そのポイントと受信アンテナおよび送信アンテナの間の遅延を算出することにより、全てのエコーのそのポイントへの寄与に対してコヒーレント重ね合わせ処理を行って、当該ポイントの画像内の対応する画素値が得られ、このように、結像領域全体に対してポイント毎にコヒーレント重ね合わせ処理を行って、結像領域の画像が得られる。逆投影アルゴリズムは、本来、並列演算が容易であるため、複数のサブアレイにおける受信アンテナが同時に反射した電磁波を受信する場合に適用される。結像区間全体の各ポイントを再構築する必要があるが、処理システムにおけるハードウェアがＧＰＵまたはＦＰＧＡ技術を使用する場合、再構成時間は大幅に低減され、リアルタイム再構成さえも実現できる。

【0062】

再構成式は、次のように表すことができる。

【数8】

【0063】

【数9】

は、被検対象の散乱係数であり、ｚ_ａは、結像距離であり、ｊは、虚数単位であり、ｋは、伝搬定数であり、ｓ（ｘ_ｔ、ｙ_ｔ、ｘ_ｒ、ｙ_ｒ、ｋ）は、送信アンテナ-受信アンテナ組み合わせのペアが受信した被検対象のエコー信号であり、（ｘ_ｔ、ｙ_ｔ）は、送信アンテナ座標であり、（ｘ_ｒ、ｙ_ｒ）は、受信アンテナの座標であり、ｚは、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルと被検対象のある断層との距離を表す。

【0064】

ステップＳ１０２の後、他のステップを実行してもよく、例えば、再構成された被検対象の画像を分析して、被検対象が危険物を携行する可能性があるか否かを判断し、危険物を含む可能性があると判断する場合、警報装置を制御して警報を行う。例えば、再構成された被検対象の画像と予め記憶されたテンプレートとを比較し、ある危険物の特徴テンプレートとのマッチング度合いが予め設定された閾値よりも大きければ、この種類の危険物を含む可能性があると判断し、そうでなければ、危険物を含んでいないと判断することができる。いくつかの実施例では、さらに、マッチング度合いの高低に基づいて危険物を含む確率の高低を特定してもよく、例えば、マッチング度合いが高いことは、危険物を含む確率が高いことを表し、マッチング度合いが低いことは、危険物を含む確率が低いことを表す。警報の形態は、画面表示、オーディオ警報、振動警報などを含むが、これらに限定されない。警告のレベルを設定してもよく、例えば、危険物を含む確率が低い場合には、より低い音量の音またはより弱い振動で警告し、危険物を含む確率が高い場合には、より高い音量の音またはより強い振動で警告することができる。

【0065】

また、表示装置を介して、再構成された被検対象の画像および／または上記判断結果をユーザに提示することもでき、例えば、画像再構成後に再構成された画像を表示画面で表示し、その後、分析結果を表示画面に提示することができる。画像再構成および分析対比を完了した後に再構成された画像と判断結果を合わせて表示画面に表示することもできる。判断結果（例えば、どのような危険物を含む可能性があるか、当該危険物を含む確率）の提示態様は、必要に応じて選択されてもよく、上述したように表示画面に画面の形態で提示するのに加えて、オーディオ、振動などの他の形態で提示してもよく、例えば、判断結果を音声の形態で再生してもよいし、警報器の警報音量の高低または振動の強弱で判断結果を指示してもよく、例えば、高い音量の警報は、危険物を含む可能性が高いことを表し、低い音量の警報は、危険物を含む可能性が低いことを表す。

【0066】

図１２は、本開示の別の実施例によるセキュリティ検査機器の制御方法の概略フローチャートを示す。

【0067】

ステップＳ２０１では、制御２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを制御して、被検対象に検出信号を送信し、被検対象からのエコー信号を受信する。本実施例で採用するのは、電子走査と機械走査とを組み合わせた走査形態であり、本ステップでは、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルは現在位置で電子走査を行う。

【0068】

ステップＳ２０２では、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルが電子走査を完了した（すなわち、全ての送信アンテナが送信を完了し、受信アンテナが受信を完了した）か否かを判断し、完了したと判断する場合、現在位置の走査が完了したことを表し、ステップＳ２０３に進んで次の位置に平行移動し、そうであれば、ステップＳ２０１に戻って現在位置の走査を継続する。図１０は、本開示の実施例によるセキュリティ検査機器の機械走査と電子走査とを組み合わせた走査線概略図を示す。図１０に示すように、１つの５ｃｍ×５ｃｍの２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルで３０ｃｍ×３０ｃｍのエリアアレイを機械的に走査する場合、経路上の全ての位置の走査が完了するまで、図１０に矢印で示す経路に沿って１ステップ（例えば５ｃｍ）ずつ平行移動し、３０ｃｍ×３０ｃｍのエリアアレイの走査を実現する。

【0069】

ステップＳ２０３では、機械走査が完了したか否か、すなわち、平行移動経路上の最後の１つの位置の電子走査が完了したか否かを判断し、完了したと判断する場合、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルが経路上の全ての位置の走査を完了したことを表すため、現在被検対象の走査が終了し、ステップＳ２０４に進んで画像再構成を行い、そうであれば、ステップＳ２０５に進んで次の位置に平行移動して走査を行う。

【0070】

ステップＳ２０４では、得られたエコー信号を用いて被検対象の画像を再構成する。再構成アルゴリズムは、上記ホログラフィック再構成アルゴリズムおよび逆投影アルゴリズムを含むが、これらに限定されない。

【0071】

ステップＳ２０５では、２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを平行移動させ、ステップＳ２０１に戻り、新たな位置で再度走査検出を行う。平行移動は、予め設定された経路に従って実行することができ、例えば、図１０に示すように、経路上の最後の位置に平行移動するまで、１ステップずつ平行移動する。

【0072】

いくつかの実施例では、ステップＳ２０４の後にステップＳ２０６～２０７を実行してもよい。

【0073】

ステップＳ２０６では、再構成された被検対象の画像を分析して、被検対象が危険物を含む可能性があるか否かを判断し、危険物を含む可能性があると判断する場合、ステップＳ２０７を実行し、そうでなければ、現在被検対象のセキュリティ検出を終了する。例えば、再構成された被検対象画像と予め記憶されたテンプレートとを比較し、ある危険物の特徴テンプレートとのマッチング度合いが予め設定された閾値よりも大きければ、この種類の危険物を含む可能性があると判断し、そうでなければ、危険物を含んでいないと判断することができる。いくつかの実施例では、さらに、マッチング度合いの高低に基づいて危険物を含む確率の高低を特定してもよく、例えば、マッチング度合いが高いことは、危険物を含む確率が高いことを表し、マッチング度合いが低いことは、危険物を含む確率が低いことを表す。

【0074】

ステップＳ２０７では、警報装置を制御して警報を行う。警報の形態は、画面表示、オーディオ警報、振動警報などを含むが、これらに限定されない。警告のレベルをさらに設定してもよく、例えば、危険物を含む確率が低い場合には、より低い音量の音またはより弱い振動で警告し、危険物を含む確率が高い場合には、より高い音量の音またはより強い振動で警告することができる。

【0075】

以上は、セキュリティ検査機器が１つの２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを含む場合を説明したが、複数の２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを含むセキュリティ検査機器に対しても、図２に示すように、４個の２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルを含むセキュリティ検査機器に対しても、制御方法が類似することは、当業者にとって明らかである。いくつかの実施例では、さらに、複数の２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルによって受信したエコー信号の組み合わせを用いて被検対象の画像を再構成することもできる。いくつかの実施例では、さらに、複数の２Ｄ ＭＩＭＯアレイパネルにそれぞれ対応する複数の再構成画像の組み合わせ（例えば、人の足の異なる視角の画像）に基づいて分析を行って、危険物を含む可能性があるか否か、危険物の種類、数などを判断することもできる。

【0076】

本開示の実施例は、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに上記セキュリティ検査機器の制御方法を実行させる命令を記憶したコンピュータ可読媒体をさらに提供する。

【0077】

本開示の実施例は、電磁波に基づいて（例えば、超広帯域レーダー技術に基づいて）底板に載せられた被検対象の局部（例えば、人体の足）を自動セキュリティ検査することができ、検出正確度が高い一方で、被検対象の脱靴が不要であり、セキュリティ検査速度を向上させるとともにユーザ使用体験を改善させる。

【0078】

本開示の実施例は、全電子走査形態および電子走査と機械走査とを組み合わせた走査形態をサポートする。全電子走査形態は走査速度が速く、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に基づく３次元ホログラフィックアルゴリズムアルゴリズムと組み合わせて、リアルタイム結像を実現することができる。電子走査と機械走査とを組み合わせた走査形態は、小さなアンテナアレイを利用して、大きな結像領域の走査を実現することができ、コストを節約し、構造が簡単である。

【0079】

本開示の実施例は、必要に応じて、様々な異なる構成の２Ｄ ＭＩＭＯアンテナアレイを柔軟に選択することができ、より高い使用柔軟性を有する。ミリ波を検出信号として用いることで、被検査物を透過して結像することができ、Ｘ線機器の代わりにセキュリティ検出の目的を達成するとともに、より高い検出品質およびより高い安全性が向上する。

【0080】

本開示の実施例は、再構成された被検査物の画像を自動的に分析することにより、自動化脅威検出を提供することができ、従来形態に比べて大幅に検出効率を向上させ、検出漏れ率を低下させる。

【0081】

当業者であれば、上記した実施例が全て例示的であり、当業者であれば、それらを改善することができ、様々な実施例において説明した構造を構造的または原理的に矛盾しない場合に自由に組み合わせることができることを理解することができる。

【0082】

本開示の好ましい実施例を詳細に説明した後、当業者は、添付の特許請求の範囲の保護範囲および精神から逸脱することなく、様々な変更および改変を行うことができ、本開示が明細書に挙げた示例的な実施例の実施形態に限定されないことは、当業者には明らかであろう。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【図11】

【図12】