一秒轉(zhuǎn)身完成安檢！沒有電磁輻射，這個設(shè)備獲北京發(fā)明創(chuàng)新金獎

  兩米見方，兩米來高，看上去像一臺X光機，往它前面一站，轉(zhuǎn)個身，一秒鐘就完成了安檢。這就是被動式毫米波成像安檢設(shè)備。日前，在第13屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽上，由中國航天科工二院25所研發(fā)的被動式毫米波成像安檢設(shè)備獲得了金獎。

  不用安檢員貼身檢查“911事件”以后，世界各國對安防需求日益提升，各個國家都在全力發(fā)展各類安全防范技術(shù)產(chǎn)品，安檢系統(tǒng)便是其中重要的一類。如今，安檢系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于奧運會、博覽會等大型活動，以及地鐵、高鐵、機場等交通運輸系統(tǒng)中。

  作為大型央企，中國航天科工二院專注安防領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)，下屬上市公司先后圓滿完成了北京奧運會、上海世博會等安?？萍枷到y(tǒng)建設(shè)和保障任務(wù)。“在2010年世博會之后，二院對安保產(chǎn)品提出了更高的要求，我們結(jié)合市場需求對安檢產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)想了更多的辦法?！北粍邮胶撩撞ǔ上癜矙z設(shè)備主任設(shè)計師趙崇輝對記者說。

  趙崇輝所在的二院25所在雷達(dá)及光電成像探測領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢，光電產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于靶場測量、海洋執(zhí)法、安防監(jiān)控、森林防火等領(lǐng)域，受到用戶的普遍好評。經(jīng)過深度對接，趙崇輝和同事系統(tǒng)評估了現(xiàn)有的安保系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)，以目前普遍采用的人員安檢系統(tǒng)為例，基本都是X射線物品探測儀+金屬安檢門+安檢員手持金屬探測棒的方式實現(xiàn)安檢。這套系統(tǒng)優(yōu)點是多道防線分布，安全性較高，但缺點也非常明顯，人員平均通過時間較長，效率低，并且由于安檢員手持探測棒需貼身檢查，經(jīng)常出現(xiàn)隱私糾紛。

  有沒有一種安檢方式，可以既不用安檢員貼身檢查，又能精確發(fā)現(xiàn)危險物品呢？研究人員想到了毫米波。當(dāng)時，他們正在研發(fā)一套毫米波測雨雷達(dá)設(shè)備，可以應(yīng)用于水利防汛抗旱?！凹夹g(shù)是可以遷移的，我們立即投入了研發(fā)。”趙崇輝說。沒有電磁輻射一秒轉(zhuǎn)身完成安檢趙崇輝說，毫米波是一種波長較短的電磁波，相比長波，具有測量精度更高、帶寬更寬、信息傳播更豐富等優(yōu)點。如今，我國正在全面建設(shè)的5G移動通信就廣泛應(yīng)用了毫米波技術(shù)。

  在安檢領(lǐng)域，毫米波設(shè)備主要分主動式和被動式兩條技術(shù)路線。前者是設(shè)備主動發(fā)射毫米波到被檢查的人和物品上，然后接受反射回來的信號并進(jìn)行分析檢查。近年來，基于該技術(shù)的人體掃描成像安檢系統(tǒng)已經(jīng)形成了市場化產(chǎn)品。而后者則是被動接收人體、物品釋放的輻射毫米波信號，利用物體輻射特性不同的特點加以區(qū)分。

  2012年，趙崇輝和同事們研發(fā)的第一臺毫米波安檢設(shè)備“出爐”。嚴(yán)格地說，這是一臺原理樣機，主要用于驗證技術(shù)原理，評估應(yīng)用可行性，采用了當(dāng)時比較成熟的主動式毫米波檢測技術(shù)。“不過，我們發(fā)現(xiàn)它的報錯率還是有點高，必須加以改進(jìn)，另外主動式毫米波安檢技術(shù)的缺點也非常明顯?！壁w崇輝告訴記者，因為是主動發(fā)射毫米波，所以存在一定的輻射，盡管輻射劑量低于一部手機。事實上，國外反對主動式毫米波安檢設(shè)備的呼聲一直很強烈，“我們未來肯定是要把產(chǎn)品投放到市場的，必須重視用戶的意見?！?/span>

于是，科研人員采用更加安全的被動式技術(shù)?！败浖覀冏约簩?，部分小的硬件我們自己在車間里加工，夜以繼日全力攻堅。”趙崇輝說，到2014年初，首臺被動式毫米波安檢設(shè)備研發(fā)成功，從根本上解決了虛影報錯率高的問題。隨后，團隊再接再厲，改進(jìn)了軟件算法，并對設(shè)備外形設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化。目前已完成了第三代安檢產(chǎn)品的研發(fā)。

  在25所的一處實驗室，記者見到了這套被動式毫米波成像安檢設(shè)備。在它前端是一個半米見方的安檢平臺，后端則是安檢工作人員監(jiān)控工位，裝有顯示屏等設(shè)備?！澳判?，它不會釋放任何電磁波輻射?！壁w崇輝對記者笑道，由于采用了被動毫米波，絕對無輻射，不會危害人體健康。同時，成像速度快，一秒鐘可以拍兩幅畫面，每個人的成像時間不超過一秒鐘?！澳厦嬉徽荆D(zhuǎn)個身，就完成安檢了?！?/span>

記者了解到，這套設(shè)備如果安裝在公共場所，實際客流的通過效率將是采用手持式安檢設(shè)備的兩倍。趙崇輝說，這套被動式毫米波成像安檢設(shè)備的安檢效果也非常好。通過將場景輻射信息轉(zhuǎn)換成灰度圖像顯示，利用物體輻射特性不同的特點，從圖像中區(qū)分不同物品，可以檢測人體攜帶的金屬和非金屬物品，如爆炸品、毒品、槍支、刀具、光盤等隱匿物，其識別范圍遠(yuǎn)大于金屬安檢門等現(xiàn)有安檢設(shè)備?！拔覀冏鲞^測試，分辨率可以達(dá)到厘米級，小水果刀之類的危險品，肯定逃不過它的‘火眼金睛’?！?/span>

小型便攜改造

實現(xiàn)靈活布點安檢

  盡管在第13屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽中獲得了金獎，但被動式毫米波成像安檢設(shè)備研發(fā)并未就此止步。趙崇輝告訴記者，目前設(shè)備還存在幀頻較低、體積仍然較大等不足?！拔覀冋谂c高校合作，將安檢成像視頻化，打造基于毫米波的視頻成像探測器。到那時候，安檢成像速度可以達(dá)到每秒40到50幅圖，不僅效率可以提升，也有助于發(fā)現(xiàn)更隱匿的危險品?！?/span>

  在設(shè)備小型化改造上，未來的目標(biāo)是把體積縮小到現(xiàn)在的九分之一。這樣一套安檢設(shè)備裝在皮卡車甚至SUV車?yán)锞湍芾?，裝在一輛手推小板車上就能移動，架起來就能用，可以實現(xiàn)靈活布點安檢。

民用產(chǎn)品最終是要走向市場的，被動式毫米波成像安檢設(shè)備也不例外。記者了解到，未來整個團隊將圍繞這款產(chǎn)品走雙創(chuàng)之路。25所雙創(chuàng)項目主管周東杰告訴記者，將借助中國航天科工集團這個大平臺進(jìn)行推廣，“科工集團有一整套支持我們所有下屬單位開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政策措施，根據(jù)創(chuàng)新成果的特點、創(chuàng)業(yè)的不同階段給予不同的資金和政策鼓勵。”

周東杰對記者說，如果未來產(chǎn)品達(dá)到一定市場規(guī)模，還可以引入外部資本，“這方面，跟民營企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是一樣的?！?/span>