一秒轉(zhuǎn)身完成安檢！沒(méi)有電磁輻射，這個(gè)設(shè)備獲北京發(fā)明創(chuàng)新金獎(jiǎng)

  兩米見(jiàn)方，兩米來(lái)高，看上去像一臺(tái)X光機(jī)，往它前面一站，轉(zhuǎn)個(gè)身，一秒鐘就完成了安檢。這就是被動(dòng)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(guó)航天科工二院25所研發(fā)的被動(dòng)式毫米波成像安檢設(shè)備獲得了金獎(jiǎng)。

  不用安檢員貼身檢查“911事件”以后，世界各國(guó)對(duì)安防需求日益提升，各個(gè)國(guó)家都在全力發(fā)展各類(lèi)安全防范技術(shù)產(chǎn)品，安檢系統(tǒng)便是其中重要的一類(lèi)。如今，安檢系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)、博覽會(huì)等大型活動(dòng)，以及地鐵、高鐵、機(jī)場(chǎng)等交通運(yùn)輸系統(tǒng)中。

  作為大型央企，中國(guó)航天科工二院專(zhuān)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(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)等安?？萍枷到y(tǒng)建設(shè)和保障任務(wù)。“在2010年世博會(huì)之后，二院對(duì)安保產(chǎn)品提出了更高的要求，我們結(jié)合市場(chǎng)需求對(duì)安檢產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)想了更多的辦法?！北粍?dòng)式毫米波成像安檢設(shè)備主任設(shè)計(jì)師趙崇輝對(duì)記者說(shuō)。

  趙崇輝所在的二院25所在雷達(dá)及光電成像探測(cè)領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，光電產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于靶場(chǎng)測(cè)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(píng)。經(jīng)過(guò)深度對(duì)接，趙崇輝和同事系統(tǒng)評(píng)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(cè)儀+金屬安檢門(mén)+安檢員手持金屬探測(cè)棒的方式實(shí)現(xiàn)安檢。這套系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是多道防線分布，安全性較高，但缺點(diǎn)也非常明顯，人員平均通過(guò)時(shí)間較長(zhǎng)，效率低，并且由于安檢員手持探測(cè)棒需貼身檢查，經(jīng)常出現(xiàn)隱私糾紛。

  有沒(méi)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(xiǎn)物品呢？研究人員想到了毫米波。當(dāng)時(shí)，他們正在研發(fā)一套毫米波測(cè)雨雷達(dá)設(shè)備，可以應(yīng)用于水利防汛抗旱。“技術(shù)是可以遷移的，我們立即投入了研發(fā)?！壁w崇輝說(shuō)。沒(méi)有電磁輻射一秒轉(zhuǎn)身完成安檢趙崇輝說(shuō)，毫米波是一種波長(zhǎng)較短的電磁波，相比長(zhǎng)波，具有測(cè)量精度更高、帶寬更寬、信息傳播更豐富等優(yōu)點(diǎn)。如今，我國(guó)正在全面建設(shè)的5G移動(dòng)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(dòng)式和被動(dòng)式兩條技術(shù)路線。前者是設(shè)備主動(dòng)發(fā)射毫米波到被檢查的人和物品上，然后接受反射回來(lái)的信號(hào)并進(jìn)行分析檢查。近年來(lái)，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(chǎng)化產(chǎn)品。而后者則是被動(dòng)接收人體、物品釋放的輻射毫米波信號(hào)，利用物體輻射特性不同的特點(diǎn)加以區(qū)分。

  2012年，趙崇輝和同事們研發(fā)的第一臺(tái)毫米波安檢設(shè)備“出爐”。嚴(yán)格地說(shuō)，這是一臺(tái)原理樣機(jī)，主要用于驗(yàn)證技術(shù)原理，評(píng)估應(yīng)用可行性，采用了當(dāng)時(shí)比較成熟的主動(dòng)式毫米波檢測(cè)技術(shù)?！安贿^(guò)，我們發(fā)現(xiàn)它的報(bào)錯(cuò)率還是有點(diǎn)高，必須加以改進(jìn)，另外主動(dòng)式毫米波安檢技術(shù)的缺點(diǎn)也非常明顯。”趙崇輝告訴記者，因?yàn)槭侵鲃?dòng)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(jī)。事實(shí)上，國(guó)外反對(duì)主動(dòng)式毫米波安檢設(shè)備的呼聲一直很強(qiáng)烈，“我們未來(lái)肯定是要把產(chǎn)品投放到市場(chǎng)的，必須重視用戶的意見(jiàn)?！?/span>

于是，科研人員采用更加安全的被動(dòng)式技術(shù)?！败浖覀冏约簩?xiě)，部分小的硬件我們自己在車(chē)間里加工，夜以繼日全力攻堅(jiān)。”趙崇輝說(shuō)，到2014年初，首臺(tái)被動(dòng)式毫米波安檢設(shè)備研發(fā)成功，從根本上解決了虛影報(bào)錯(cuò)率高的問(wèn)題。隨后，團(tuán)隊(duì)再接再厲，改進(jìn)了軟件算法，并對(duì)設(shè)備外形設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室，記者見(jiàn)到了這套被動(dòng)式毫米波成像安檢設(shè)備。在它前端是一個(gè)半米見(jiàn)方的安檢平臺(tái)，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(huì)釋放任何電磁波輻射?！壁w崇輝對(duì)記者笑道，由于采用了被動(dòng)毫米波，絕對(duì)無(wú)輻射，不會(huì)危害人體健康。同時(shí)，成像速度快，一秒鐘可以拍兩幅畫(huà)面，每個(gè)人的成像時(shí)間不超過(guò)一秒鐘。“您往上面一站，轉(zhuǎn)個(gè)身，就完成安檢了。”

記者了解到，這套設(shè)備如果安裝在公共場(chǎng)所，實(shí)際客流的通過(guò)效率將是采用手持式安檢設(shè)備的兩倍。趙崇輝說(shuō)，這套被動(dòng)式毫米波成像安檢設(shè)備的安檢效果也非常好。通過(guò)將場(chǎng)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(diǎn)，從圖像中區(qū)分不同物品，可以檢測(cè)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(pán)等隱匿物，其識(shí)別范圍遠(yuǎn)大于金屬安檢門(mén)等現(xiàn)有安檢設(shè)備?！拔覀冏鲞^(guò)測(cè)試，分辨率可以達(dá)到厘米級(jí)，小水果刀之類(lèi)的危險(xiǎn)品，肯定逃不過(guò)它的‘火眼金睛’。”

小型便攜改造

實(shí)現(xiàn)靈活布點(diǎn)安檢

  盡管在第13屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽中獲得了金獎(jiǎng)，但被動(dòng)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(cè)器。到那時(shí)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(xiǎn)品?！?/span>

  在設(shè)備小型化改造上，未來(lái)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(chē)甚至SUV車(chē)?yán)锞湍芾撸b在一輛手推小板車(chē)上就能移動(dòng)，架起來(lái)就能用，可以實(shí)現(xiàn)靈活布點(diǎn)安檢。

民用產(chǎn)品最終是要走向市場(chǎng)的，被動(dòng)式毫米波成像安檢設(shè)備也不例外。記者了解到，未來(lái)整個(gè)團(tuán)隊(duì)將圍繞這款產(chǎn)品走雙創(chuàng)之路。25所雙創(chuàng)項(xiàng)目主管周東杰告訴記者，將借助中國(guó)航天科工集團(tuán)這個(gè)大平臺(tái)進(jìn)行推廣，“科工集團(tuán)有一整套支持我們所有下屬單位開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政策措施，根據(jù)創(chuàng)新成果的特點(diǎn)、創(chuàng)業(yè)的不同階段給予不同的資金和政策鼓勵(lì)。”

周東杰對(duì)記者說(shuō)，如果未來(lái)產(chǎn)品達(dá)到一定市場(chǎng)規(guī)模，還可以引入外部資本，“這方面，跟民營(yíng)企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是一樣的。”