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

  不用安檢員貼身檢查“911事(shi)件”以后，世界各國對(dui)安(an)防需求(qiu)日益提升，各個國家都在全(quan)力發展(zhan)各類(lei)(lei)安(an)全(quan)防范技術(shu)產品，安(an)檢(jian)系統(tong)便(bian)是其中(zhong)重要的一類(lei)(lei)。如(ru)今，安(an)檢(jian)系統(tong)已經(jing)廣泛應用于(yu)奧運會、博覽會等(deng)大型活動，以及地(di)鐵(tie)、高(gao)鐵(tie)、機場等(deng)交(jiao)通運輸系統(tong)中(zhong)。

  作為大(da)型央企，中國(guo)航(hang)天科(ke)工二院(yuan)專注安(an)防領(ling)域的技(ji)術產品研發，下屬上市公司先(xian)后圓滿完成了北京奧運(yun)會(hui)、上海世(shi)博會(hui)等安(an)保(bao)科(ke)技(ji)系統(tong)建(jian)設(she)(she)和保(bao)障任務。“在2010年世(shi)博會(hui)之后，二院(yuan)對(dui)安(an)保(bao)產品提出了更高的要(yao)求(qiu)(qiu)，我們結合市場需求(qiu)(qiu)對(dui)安(an)檢(jian)產品設(she)(she)計(ji)研發想了更多(duo)的辦法。”被動式毫(hao)米波成像安(an)檢(jian)設(she)(she)備主(zhu)任設(she)(she)計(ji)師趙崇輝(hui)對(dui)記(ji)者(zhe)說。

  趙崇輝所在的二院25所在雷達及光電成像探測領域具有技術優勢，光電產品已經廣泛應用于靶場測量、海洋執法、安防監控、森林防火等領域，受到用戶的普遍好評。經過深度對接，趙崇輝和同事系統評估了現有的安保系統。他們發現，以目前普遍采用的人員安檢系統為例，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安檢。這套系統優點是多道防線分布，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，經常出現隱私糾紛。

  有沒有一種安檢方式，可以既不用安檢員貼身檢查，又能精確發現危險物品呢？研究人員想到了毫米波。當時，他們正在研發一套毫米波測雨雷達設備，可以應用于水利防汛抗旱。“技術是可以遷移的，我們立即投入了研發。”趙崇輝說。沒有電磁輻射一秒轉身完成安檢趙(zhao)崇輝說，毫(hao)米(mi)波(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)波(bo)長較短(duan)的電磁波(bo)，相比長波(bo)，具有測量精度更(geng)高、帶寬(kuan)更(geng)寬(kuan)、信息傳播更(geng)豐富等優點。如(ru)今(jin)，我國正在(zai)全面(mian)建設的5G移(yi)動通信就廣(guang)泛(fan)應用了毫(hao)米(mi)波(bo)技術(shu)。

  在安(an)檢(jian)領域，毫(hao)(hao)米波設(she)備(bei)主(zhu)要分主(zhu)動(dong)式和(he)被(bei)動(dong)式兩條技術路線(xian)。前者是設(she)備(bei)主(zhu)動(dong)發射毫(hao)(hao)米波到被(bei)檢(jian)查(cha)的人(ren)和(he)物品(pin)上，然后接受(shou)反射回來(lai)(lai)的信號(hao)并進行分析檢(jian)查(cha)。近(jin)年來(lai)(lai)，基于(yu)該技術的人(ren)體(ti)(ti)掃描成(cheng)像安(an)檢(jian)系統已經形成(cheng)了市場化產品(pin)。而后者則是被(bei)動(dong)接收人(ren)體(ti)(ti)、物品(pin)釋放的輻(fu)射毫(hao)(hao)米波信號(hao)，利(li)用物體(ti)(ti)輻(fu)射特(te)性不(bu)同(tong)的特(te)點加以區分。

  2012年，趙(zhao)崇輝和同事(shi)們(men)研發的(de)(de)第一(yi)臺(tai)毫米波(bo)(bo)安檢(jian)設(she)備“出(chu)爐”。嚴格(ge)地說，這是(shi)一(yi)臺(tai)原(yuan)理樣(yang)機(ji)，主要用于驗證技術原(yuan)理，評估應用可行性，采用了當時比(bi)較成熟的(de)(de)主動(dong)(dong)式(shi)毫米波(bo)(bo)檢(jian)測技術。“不過，我(wo)們(men)發現(xian)它的(de)(de)報錯率還是(shi)有點(dian)高(gao)，必須加以改(gai)進，另外(wai)主動(dong)(dong)式(shi)毫米波(bo)(bo)安檢(jian)技術的(de)(de)缺(que)點(dian)也(ye)非常明(ming)顯。”趙(zhao)崇輝告(gao)訴記者(zhe)，因為是(shi)主動(dong)(dong)發射毫米波(bo)(bo)，所以存(cun)在一(yi)定(ding)的(de)(de)輻(fu)射，盡管輻(fu)射劑量低(di)于一(yi)部手機(ji)。事(shi)實(shi)上，國外(wai)反對主動(dong)(dong)式(shi)毫米波(bo)(bo)安檢(jian)設(she)備的(de)(de)呼聲一(yi)直很(hen)強烈，“我(wo)們(men)未來肯(ken)定(ding)是(shi)要把產品投放到市場的(de)(de)，必須重視用戶的(de)(de)意(yi)見。”

于是，科(ke)研人員采(cai)用更加(jia)(jia)安(an)(an)全的(de)被動式技術。“軟件(jian)我們(men)自己寫，部分小的(de)硬件(jian)我們(men)自己在車(che)間里加(jia)(jia)工，夜以繼日全力攻堅。”趙崇(chong)輝說，到2014年初，首臺被動式毫(hao)米波(bo)安(an)(an)檢設備(bei)研發(fa)成功，從根本上解決了虛影報錯率高的(de)問題。隨(sui)后，團(tuan)隊再接再厲，改進了軟件(jian)算法，并對設備(bei)外(wai)形設計進行(xing)了優化。目前已完成了第三代安(an)(an)檢產品的(de)研發(fa)。

  在25所(suo)的(de)(de)一(yi)處實驗室，記(ji)者見到了(le)這套(tao)被動式(shi)毫米波成(cheng)像安檢(jian)設備。在它前端(duan)是一(yi)個半米見方的(de)(de)安檢(jian)平(ping)臺，后端(duan)則是安檢(jian)工作人(ren)員監控工位，裝(zhuang)有(you)顯示屏等(deng)設備。“您放心，它不(bu)(bu)會釋放任何(he)電磁波輻射(she)。”趙崇(chong)輝對記(ji)者笑(xiao)道，由于采(cai)用了(le)被動毫米波，絕對無輻射(she)，不(bu)(bu)會危害人(ren)體健康(kang)。同時(shi)，成(cheng)像速度快，一(yi)秒鐘可以(yi)拍兩幅畫面，每個人(ren)的(de)(de)成(cheng)像時(shi)間不(bu)(bu)超過(guo)一(yi)秒鐘。“您往上面一(yi)站，轉(zhuan)個身，就完(wan)成(cheng)安檢(jian)了(le)。”

記者了解到，這套設備如果(guo)安(an)裝在公共場所，實際(ji)客流的(de)(de)(de)通(tong)過(guo)效率將是(shi)采用手持式(shi)安(an)檢(jian)設備的(de)(de)(de)兩倍。趙崇輝說，這套被動(dong)式(shi)毫米(mi)波成像(xiang)安(an)檢(jian)設備的(de)(de)(de)安(an)檢(jian)效果(guo)也(ye)非常好。通(tong)過(guo)將場景輻射信息(xi)轉換(huan)成灰度圖(tu)像(xiang)顯示，利用物(wu)體輻射特性不同(tong)的(de)(de)(de)特點，從圖(tu)像(xiang)中(zhong)區(qu)分不同(tong)物(wu)品，可以(yi)檢(jian)測人體攜(xie)帶的(de)(de)(de)金屬(shu)和非金屬(shu)物(wu)品，如爆(bao)炸品、毒品、槍支、刀具(ju)、光盤等(deng)隱匿物(wu)，其識別范圍遠(yuan)大于(yu)金屬(shu)安(an)檢(jian)門等(deng)現有安(an)檢(jian)設備。“我(wo)們(men)做過(guo)測試(shi)，分辨率可以(yi)達到厘米(mi)級，小水果(guo)刀之類的(de)(de)(de)危險品，肯定逃不過(guo)它的(de)(de)(de)‘火眼金睛’。”

小型便攜改造

實現靈活布點(dian)安檢

  盡管在第13屆北京發明創新大賽中獲得了金獎，但被動式毫米波成像安檢設備研發并未就此止步。趙崇輝告訴記者，目前設備還存在幀頻較低、體積仍然較大等不足。“我們正在與高校合作，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到每秒40到50幅圖，不僅效率可以提升，也有助于發現更隱匿的危險品。”

  在(zai)設備小型(xing)化(hua)改造上，未來(lai)的目標是把體(ti)積縮小到現在(zai)的九(jiu)分之一。這樣一套(tao)安(an)檢(jian)(jian)設備裝在(zai)皮卡車甚至SUV車里就能拉走，裝在(zai)一輛(liang)手推小板車上就能移動，架起來(lai)就能用，可(ke)以實(shi)現靈活(huo)布點(dian)安(an)檢(jian)(jian)。

民用(yong)產(chan)(chan)品(pin)(pin)最終是要走向(xiang)市場的(de)，被動式(shi)毫米波成(cheng)像(xiang)安檢設(she)備也不例外。記(ji)者了(le)解到，未(wei)來整個團隊將圍繞(rao)這(zhe)款產(chan)(chan)品(pin)(pin)走雙(shuang)創(chuang)之路(lu)。25所(suo)雙(shuang)創(chuang)項目主管周東杰(jie)告(gao)訴記(ji)者，將借助中(zhong)國航(hang)天科工集團這(zhe)個大平臺進行推廣，“科工集團有(you)一整套支(zhi)持我們所(suo)有(you)下屬單位開展創(chuang)新(xin)創(chuang)業的(de)政(zheng)(zheng)策(ce)措施(shi)，根據創(chuang)新(xin)成(cheng)果的(de)特(te)點、創(chuang)業的(de)不同(tong)階段給予不同(tong)的(de)資(zi)金和(he)政(zheng)(zheng)策(ce)鼓勵。”

周東杰對記者說(shuo)，如果未來產品達到一定市(shi)場(chang)規模，還可以引入外(wai)部資本，“這方(fang)面，跟民(min)營企業的創新創業是一樣的。”