Способ формирования изображения и переносное просвечивающее устройство
Предложен способ для формирования изображения, включающий в себя этапы, на которых получают первое активное радарное изображение объекта из первого положения с помощью переносного просвечивающего устройства; получают второе активное радарное изображение объекта из второго положения с помощью переносного просвечивающего устройства; и формируют третье изображение на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения. Предложено также соответствующее переносное просвечивающее устройство. Технический результат - повышение удобства применения переносного просвечивающего устройства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу формирования изображения и переносному просвечивающему устройству.
Уровень техники
Описание "уровня техники", представленное здесь, дает общее представление о контексте раскрытия. Работа, выполненная авторами данного изобретения, описана в определенной степени в этом разделе уровня техники, а также аспекты описания, которые нельзя иным образом квалифицировать как уровень техники на период подачи заявки, ни прямым, ни косвенным образом не следует рассматривать как уровень техники по отношению к настоящему изобретению.
Для получения изображений через непрозрачные для видимого света материалы применяется ряд традиционных систем. Например, рентгенографическая система используется для получения изображений объектов (например, анатомических структур или предметов внутри багажа), которые скрыты от визуального осмотра под непрозрачными для видимого света материалами. Однако рентгенографические системы имеют многочисленные недостатки. Например, такие системы могут быть дорогими и громоздкими и могут использовать ионизирующее излучение, которое может представлять собой опасность для здоровья человека. Более того, рентгенографические системы обычно обнаруживают луч, который прошел через образец мишени, таким образом, требуя доступа к обеим сторонам мишени. Ультразвуковые системы формирования изображений, в свою очередь, требуют наличия условий высококачественной траектории для прохождения звука между преобразователем и "скрытым" объектом, представляющим интерес. Однако во многих случаях таких траекторий для прохождения звука реально может и не быть, и в зависимости от среды разрешение может быть очень низким.
В последние время были разработаны системы формирования изображений в миллиметровом диапазоне длин волн для приложений, связанных с досмотром с помощью технических средств в целях обеспечения безопасности. Миллиметровые волны являются особенно подходящими для обнаружения объектов в активной радарной системе, то есть за счет излучения электромагнитных волн в области миллиметровых длин волн и обнаружения отраженных или рассеянных электромагнитных волн.
Существует потребность в дополнительном повышении удобства применения переносных просвечивающих устройств на основе систем формирования изображений в миллиметровом диапазоне длин волн.
Раскрытие изобретения
Предложен способ формирования изображения, включающий в себя этапы, на которых, получают первое активное радарное изображение объекта из первого положения с помощью переносного просвечивающего устройства; получают второе активное радарное изображение объекта из второго положения с помощью переносного просвечивающего устройства; и формируют третье изображение на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения.
Кроме того, предложено переносное просвечивающее устройство, включающее в себя блок активного радарного сканирования для получения первого активного радарного изображения с первого поля обзора объекта и для получения второго активного радарного изображения со второго поля обзора объекта; и процессор, выполненный с возможностью выработки третьего изображения на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения.
Вышеизложенные абзацы были представлены посредством общего введения и не предназначены для ограничения объема приведенной ниже формулы изобретения. Описанные варианты осуществления вместе с другими преимуществами будут лучше понятны благодаря ссылке на следующее подробное описание, приведенное совместно с сопроводительными чертежами. Элементы чертежей необязательно изображены в масштабе относительно друг друга.
Краткое описание чертежей
Более полная оценка изобретения и многие из его сопутствующих преимуществ будут легко получены, поскольку они становятся лучше понятыми в отношении следующего подробного описания, когда рассмотрено в соединении с сопроводительными чертежами, на которых:
на фиг.1 схематично показаны этапы способа согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг.2 схематично показан перспективный вид переносного просвечивающего устройства согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг.3 схематично показана блок-схема переносного просвечивающего устройства согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг.4 схематично показано формирование изображения из двух активных радарных сканограмм согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг.5 схематично показано использование визуального указания для указания направления сканирования, согласно варианту осуществления изобретения; и
на фиг.6а-6е показаны в качестве примера возможные различные визуальные указания согласно другому варианту осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Обратимся теперь к чертежам, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают идентичные или соответствующие части на всех нескольких видах. На фиг.1 изображены этапы способа формирования изобретения согласно варианту осуществления изобретения.
На этапе S100 получают первое активное радарное изображение с помощью переносного просвечивающего устройства с первым полем обзора.
Термин "переносной", который используется на всем протяжении описания, может быть понятным для описания устройства, которое можно переносить (то есть оно является мобильным), и его приводят в действие с помощью одной или двух рук, или оно имеет, предпочтительно, вес менее чем 3 кг. Переносное "устройство" должно приблизительно иметь такие геометрические размеры (высоту, ширину, длину) и вес, как объекты, которые обычно приводит в действие и/или переносит человек, используя одну руку или две руки. Примерами таких объектов являются книга, смартфон, сотовый телефон, электронное считывающее устройство, планшетный компьютер, компьютер типа ноутбук, фотокамера, видеокамера, бинокль и т.д. Тем не менее, следует понимать, что устройство само по себе может быть переносным, но, в частности, приложение монтируется на штативе или с другой стороны крепится к опоре, когда рассматривается стационарное использование устройства.
Активную радарную сканограмму можно получить, например, с помощью активного датчика миллиметровых волн или радарного сканирующего датчика. Активная радарная сканограмма вырабатывается путем излучения электромагнитных волн в расширенном диапазоне миллиметровых длин волн из радарного источника, например, переносного просвечивающего устройства или блока активного радарного сканирования, на объект и обнаружения электромагнитных волн, отраженных или рассеянных от объекта. Термин "обнаружение" может включать в себя захват рассеянных электромагнитных волн с помощью антенны (или многочисленных антенн) и радиочастотной электроники, за которым следует аналого-цифровое преобразование, цифровая обработка и анализ. Предполагается, что частота излучения в миллиметровом диапазоне длин волн находится в пределах 10 ГГц-500 ГГц.
Термин "изображение", который используется на всем протяжении описания, включает в себя любую информацию (соответственно, глубину, форму, контуры, поляриметрическое рассеяние, изменение поляризации и т.д.), которую можно получить из оценки отраженных или рассеянных электромагнитных волн.
Для того чтобы получить одно- или двухмерное изображение, положение радарного источника (и блока захвата отраженных или рассеянных электромагнитных волн) должно перемещаться по отношению к положению объекта. Например, можно перемещать радарный источник для того, чтобы изменить свое положение. Другой возможностью является изменение направления излучения радарных электромагнитных волн, например, с помощью движущегося отражателя, дифракционной решетки или некоторых средств электронного формирования луча.
Затем, на этапе S102 получают второе активное радарное изображение со вторым полем обзора. В общем, второе поле обзора можно получить путем изменения положения радарного источника. Положение можно выбрать ближе или дальше от объекта, ниже или выше, или можно перенести в левую или правую сторону или в любой их комбинации по сравнению с положением, используемым для получения первого активного радарного изображения. Поскольку отражательная способность и видимость объекта обычно зависят от угла падения света к объекту, второе активное радарное изображение будет отличаться от первого активного радарного изображения. Некоторые зоны специфической сцены могут иметь лучшую видимость/контраст в пределах одного поля обзора по сравнению с другими полями обзора.
Как схематично показано на фиг.1 с помощью многоточия, можно включить другие этапы для получения других активных радарных изображений с другими полями обзора.
На этапе S104 вырабатывают третье изображение на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения. Способ формирования изображения объединяет многочисленные поля обзора (FoV) изображений во избежание неоднородных радарных изображений. Если, как описано выше, другие активные радарные изображения получены, то, конечно, можно сформировать третье изображение на основании первого, второго и других активных радарных изображений, согласно соответствующим правилам, определяющим объединение первого и второго активных радарных изображений.
На фиг.2 изображен перспективный вид и на фиг.3 изображена блок-схема переносного просвечивающего устройства 200.
Переносное просвечивающее устройство 200 включает в себя блок 302 активного радарного сканирования, выполненный с возможностью излучения радарного сигнала и приема отраженных радарных сигналов, которые можно излучать в форме 210 конуса. В результате, блок активного радарного сканирования выполнен с возможностью получения первого активного радарного изображения с первым полем обзора объекта и получения второго активного радарного изображения со вторым полем обзора объекта. Процессор 310 включен в переносной просвечивающее устройство 200, который управляет блоком 302 активного радарного сканирования и выполнен с возможностью формирования третьего изображения на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения.
Переносное просвечивающее устройство 200 может дополнительно включать в себя дисплей 203 для отображения третьего изображения.
Захват 250 выполнен таким образом, чтобы пользователь мог удерживать переносное просвечивающее устройство 200 одной рукой и мог с ним легко обращаться.
Возможно также, чтобы дисплей 230 отображал первое активное радарное изображение и второе активное радарное изображение. Перед отображением первых активных радарных изображений и/или второго активного радарного изображения может дополнительно выполняться обработка изображения, например, посредством вычисления и отображения контуров, пиктограмм, форм и т.д.
Для того чтобы обнаружить различные положения переносного просвечивающего устройства 200, датчик 320 положения для одной, двух или трех осей и/или для обнаружения вращательных перемещений выполнен как единое целое, например, акселерометр, датчик вращения, гироскоп, радарный датчик расстояния, инерциальный датчик и т.д.
На фиг.4 поясняется в качестве примера способ со ссылкой на приложение, связанное с обеспечением безопасности. Для того чтобы обнаружить опасное устройство, например, оружие, такое как пистолеты, огнестрельное оружие, ножи и т.д., или другие устройства с характерной формой, например, бутылки с жидкостью, используется переносное просвечивающее устройство 200. Разумеется, способ можно в равной степени применить к поиску других устройств, которые могут быть скрыты.
Переносное просвечивающее устройство 200 получает изображение объекта, например, человека 310. Объекты могут включать в себя, человека, который носит одежду, чемоданы или коробки или другие объекты, которые можно использовать для того, чтобы скрыть устройство, как описано ранее. Тогда как, следует отметить, что устройство можно искать по причинам безопасности, в разной степени, возможно, что устройство следует идентифицировать по другим причинам, например, организатор фестиваля ищет бутылки с жидкостью, поскольку он хочет запретить проносить такие бутылки на фестиваль, так как он желает продавать свои собственные продукты.
В первом положении x1 переносное просвечивающее устройство 200 получает первое активное радарное изображение 410 с первым полем обзора 420. Во втором положении х2 переносной просвечивающее устройство 200 получает второе активное радарное изображение 430 со вторым полем обзора 440. Например, человек 310 прячет свой пистолет 450. Например, в первом положении x1 первое поле обзора 420 приводит к первому активному радарному изображению 410, показывающему дуло 452 пистолета, тогда как второе поле обзора 440 приводит ко второму активному радарному изображению 430, показывающему только рукоятку 454 пистолета.
Для наблюдателя может быть затруднительным обнаружение целиком всего пистолета 450 из одного из двух отдельных изображений 410, 430. Поэтому формируется третье изображение 460 на основании первого активного радарного изображения 410 и второго активного радарного изображения 430. В третьем изображении 460, изображение 465 пистолета 450 является полным, следовательно, пистолет 450 можно легко обнаружить и можно инициировать тревогу.
Датчик 320 положения переносного просвечивающего устройства 200 можно использовать для того, чтобы выполнить различение между первым положением x1 и вторым положением х2. Положение x1 и х2 или, по меньшей мере, расстояние между первым положением x1 и вторым положением х2 используется процессором 310 для объединения первого активного радарного изображения 410 и второго активного радарного изображения 430. Например, при известных положениях, известные конические рупоры 210 радаров и отражательная способность материалов возможных скрытых объектов, можно определить предполагаемое поле обзора. Процессор позволяет анализировать первое активное радарное изображение 410 и второе активное радарное изображение 430 для того, чтобы извлечь характерные особенности изображений и использовать характерные особенности для того, чтобы сформировать объединенное изображение.
Например, можно использовать оптическое изображение, полученное при каждом сканировании положения x1, х2 и наложении или объединении их с помощью программных алгоритмов, и после этого использовать параметры положения (предоставленные с помощью датчика положения) для наложения или объединения радарных изображений вместе с помощью дополнительного программного алгоритма для представления/визуализации оператору.
Конечно, можно получить более чем два активных радарных изображения с более чем двумя полями обзора из более чем двух положений и объединить эти изображения в третье изображение.
На фиг.5 показано изображение 510, которое может соответствовать первому активному радарному изображению 410, показывающему дуло 452 пистолета и визуальное указание, например, в виде стрелки 500, указывающее направление сканирования, чтобы указать пользователю направление переносного просвечивающего устройства 200, в котором переносной просвечивающее устройство должен перемещаться для того, чтобы попасть во второе положение х2, в котором необходимо получить второе активное радарное изображение.
Как изображено на фиг.6а, стрелку можно использовать для указания дополнительной информации, например, расстояния до следующего положения ("тонкая стрелка 500" может означать "далеко", "толстая стрелка 600" может означать "близко" или наоборот), или, как изображено на фиг.6b, длина стрелки может указывать рекомендованную скорость перемещения переносного просвечивающего устройства ("короткая стрелка 500" может означать "медленно", "длинная стрелка 610" может означать "быстро" или наоборот). Конечно, толщину стрелки можно использовать для указания скорости, и длину можно использовать для указания расстояния.
Кроме того, пользователю может предоставляться дополнительная информация, например, стрелка 620 может отображаться в "покачивающейся" или "колеблющейся" манере (как изображено на фиг.6с) для того, чтобы предоставить пользователя указание относительно того, что переносное просвечивающее устройство покачивается слишком сильно, и поэтому изображение может быть недостаточно хорошим при выполнении сканирования, или это может слишком затруднить формирование третьего изображения, так как качество первого или второго активного радарного изображения является недостаточным.
Возможные другие указания могут включать в себя (как изображено на фиг.6d) полоску 630, разделенную на три области 632, 636, 634, где первая область 632 может указывать на то, что расстояние до объекта является слишком большим, и вторая область 634, что расстояние до объекта является слишком маленьким для получения хорошего активного радарного изображения, тогда как третья область 630 указывает оптимальную область для получения активного радарного изображения с хорошим качеством. Фактическое положение переносного просвечивающего устройства 200 указано стрелкой 638 и дополнительно с помощью линии 640.
Другой вариант осуществления для визуального указания изображен на фиг.6е, где полоска 650 показывает движущуюся полоску 652, где направление движения показано стрелкой 654.
Однако возможны также и другие варианты осуществления для визуальных показаний. Процессор 310 оценивает сигналы, поступающие из датчика 320 положения, для того, чтобы выработать соответствующее визуальное указание, которое указывает пользователю правильное направление перемещения сканирования переносного просвечивающего устройства 200 для того, чтобы получить третье изображение 460 с хорошим качеством, которое позволит легко идентифицировать скрытые объекты.
Очевидно, что в свете вышеизложенного объяснения представляются возможными многочисленные модификации и изменения настоящего раскрытия. Поэтому будет понятно, что в рамках объема прилагаемой формулы изобретения изобретение можно осуществить на практике по-иному, чем специфически описано здесь.
1. Способ формирования изображения, содержащий этапы, на которых:
получают первое активное радарное изображение объекта из первого положения с помощью переносного просвечивающего устройства;
после получения первого активного радарного изображения определяют рекомендованное второе положение переносного просвечивающего устройства, из которого надлежит получить второе активное радарное изображение объекта, причем между первым положением и вторым положением имеется промежуток;
вырабатывают визуальное указание, указывающее направление от фактического положения переносного просвечивающего устройства ко второму положению; причем размер визуального указания соответствует расстоянию до второго положения;
отображают визуальное указание на дисплее;
получают второе активное радарное изображение объекта из второго положения с помощью переносного просвечивающего устройства, при этом не получают изображений из положений внутри указанного промежутка; и
формируют третье изображение на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
получают по меньшей мере одно дополнительное активное радарное изображение объекта по меньшей мере из одного дополнительного положения с помощью переносного просвечивающего устройства, при этом формируют третье изображение на основании первого, второго и указанного по меньшей мере одного дополнительного активного изображения.
3. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий этап, на котором
отображают третье изображение на дисплее.
4. Переносное просвечивающее устройство, включающее в себя:
дисплей;
блок активного радарного сканирования для получения активных радарных изображений и
процессор, выполненный с возможностью
определения, после получения первого активного радарного изображения блоком активного радарного сканирования из первого положения переносного просвечивающего устройства, рекомендованного второго положения переносного просвечивающего устройства, из которого надлежит получить второе активное радарное изображение объекта, причем между первым положением и вторым положением имеется промежуток;
выработки визуального указания, указывающего направление от фактического положения переносного радарного устройства ко второму положению; причем размер визуального указания соответствует расстоянию до второго положения;
обеспечивать отображение визуального указания на дисплее; и
формирования третьего изображения на основании первого активного радарного изображения и второго активного радарного изображения, полученного блоком активного радарного сканирования из второго положения, причем из положений внутри указанного промежутка никакие изображения не получены.
5. Переносное просвечивающее устройство по п.4, в котором блок активного радарного сканирования дополнительно выполнен с возможностью получения по меньшей мере одного дополнительного активного радарного изображения по меньшей мере с одним дополнительным полем обзора относительно объекта, а процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования третьего изображения на основании первого, второго и указанного по меньшей мере одного дополнительного активного радарного изображения.
6. Переносное просвечивающее устройство по п.4 или 5, дополнительно включающее в себя:
устройство обнаружения положения для обнаружения первого положения переносного просвечивающего устройства для получения первого активного радарного изображения и второго положения переносного просвечивающего устройства для получения второго активного радарного изображения.
7. Переносное просвечивающее устройство по п. 4 или 5, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью обеспечивать отображение на дисплее третьего изображения.
