北京发明创新金奖真神奇：转个身就能过安检

互推小编 2023-12-06

两米见方，两米来高，看上去像一台X光机，往它前面一站，转个身，一秒钟就完成了安检。这就是被动式毫米波成像安检设备。日前，在第13届北京发明创新大赛上，由中国航天科工二院25所研发的被动式毫米波成像安检设备获得了金奖。

借用雷达技术不用安检员贴身检查

“911事件”以后，世界各国对安防需求日益提升，各个国家都在全力发展各类安全防范技术产品，安检系统便是其中重要的一类。如今，安检系统已经广泛应用于奥运会、博览会等大型活动，以及地铁、高铁、机场等交通运输系统中。

作为大型央企，中国航天科工二院专注安防领域的技术产品研发，下属上市公司先后圆满完成了北京奥运会、上海世博会等安保科技系统建设和保障任务。“在2010年世博会之后，二院对安保产品提出了更高的要求，我们结合市场需求对安检产品设计研发想了更多的办法。”被动式毫米波成像安检设备主任设计师赵崇辉对记者说。

赵崇辉所在的二院25所在雷达及光电成像探测领域具有技术优势，光电产品已经广泛应用于靶场测量、海洋执法、安防监控、森林防火等领域，受到用户的普遍好评。

经过深度对接，赵崇辉和同事系统评估了现有的安保系统。他们发现，以目前普遍采用的人员安检系统为例，基本都是X射线物品探测仪+金属安检门+安检员手持金属探测棒的方式实现安检。这套系统优点是多道防线分布，安全性较高，但缺点也非常明显，人员平均通过时间较长，效率低，并且由于安检员手持探测棒需贴身检查，经常出现隐私纠纷。

有没有一种安检方式，可以既不用安检员贴身检查，又能精确发现危险物品呢？研究人员想到了毫米波。当时，他们正在研发一套毫米波测雨雷达设备，可以应用于水利防汛抗旱。“技术是可以迁移的，我们立即投入了研发。”赵崇辉说。

没有电磁辐射一秒转身完成安检

赵崇辉说，毫米波是一种波长较短的电磁波，相比长波，具有测量精度更高、带宽更宽、信息传播更丰富等优点。如今，我国正在全面建设的5G移动通信就广泛应用了毫米波技术。

在安检领域，毫米波设备主要分主动式和被动式两条技术路线。前者是设备主动发射毫米波到被检查的人和物品上，然后接受反射回来的信号并进行分析检查。近年来，基于该技术的人体扫描成像安检系统已经形成了市场化产品。而后者则是被动接收人体、物品释放的辐射毫米波信号，利用物体辐射特性不同的特点加以区分。

2012年，赵崇辉和同事们研发的第一台毫米波安检设备“出炉”。严格地说，这是一台原理样机，主要用于验证技术原理，评估应用可行性，采用了当时比较成熟的主动式毫米波检测技术。“不过，我们发现它的报错率还是有点高，必须加以改进，另外主动式毫米波安检技术的缺点也非常明显。”赵崇辉告诉记者，因为是主动发射毫米波，所以存在一定的辐射，尽管辐射剂量低于一部手机。事实上，国外反对主动式毫米波安检设备的呼声一直很强烈，“我们未来肯定是要把产品投放到市场的，必须重视用户的意见。”

于是，科研人员采用更加安全的被动式技术。“软件我们自己写，部分小的硬件我们自己在车间里加工，夜以继日全力攻坚。”赵崇辉说，到2014年初，首台被动式毫米波安检设备研发成功，从根本上解决了虚影报错率高的问题。随后，团队再接再厉，改进了软件算法，并对设备外形设计进行了优化。目前已完成了第三代安检产品的研发。

在25所的一处实验室，记者见到了这套被动式毫米波成像安检设备。在它前端是一个半米见方的安检平台，后端则是安检工作人员监控工位，装有显示屏等设备。“您放心，它不会释放任何电磁波辐射。”赵崇辉对记者笑道，由于采用了被动毫米波，绝对无辐射，不会危害人体健康。同时，成像速度快，一秒钟可以拍两幅画面，每个人的成像时间不超过一秒钟。“您往上面一站，转个身，就完成安检了。”

记者了解到，这套设备如果安装在公共场所，实际客流的通过效率将是采用手持式安检设备的两倍。赵崇辉说，这套被动式毫米波成像安检设备的安检效果也非常好。通过将场景辐射信息转换成灰度图像显示，利用物体辐射特性不同的特点，从图像中区分不同物品，可以检测人体携带的金属和非金属物品，如爆炸品、毒品、枪支、刀具、光盘等隐匿物，其识别范围远大于金属安检门等现有安检设备。“我们做过测试，分辨率可以达到厘米级，小水果刀之类的危险品，肯定逃不过它的‘火眼金睛’。”

小型便携改造实现灵活布点安检

尽管在第13届北京发明创新大赛中获得了金奖，但被动式毫米波成像安检设备研发并未就此止步。赵崇辉告诉记者，目前设备还存在帧频较低、体积仍然较大等不足。“我们正在与高校合作，将安检成像视频化，打造基于毫米波的视频成像探测器。到那时候，安检成像速度可以达到每秒40到50幅图，不仅效率可以提升，也有助于发现更隐匿的危险品。”

在设备小型化改造上，未来的目标是把体积缩小到现在的九分之一。这样一套安检设备装在皮卡车甚至SUV车里就能拉走，装在一辆手推小板车上就能移动，架起来就能用，可以实现灵活布点安检。

民用产品最终是要走向市场的，被动式毫米波成像安检设备也不例外。记者了解到，未来整个团队将围绕这款产品走双创之路。25所双创项目主管周东杰告诉记者，将借助中国航天科工集团这个大平台进行推广，“科工集团有一整套支持我们所有下属单位开展创新创业的政策措施，根据创新成果的特点、创业的不同阶段给予不同的资金和政策鼓励。”

周东杰对记者说，如果未来产品达到一定市场规模，还可以引入外部资本，“这方面，跟民营企业的创新创业是一样的。”

第13届北京发明创新大赛评出各类发明创新奖230项

记者从北京发明协会获悉，共有来自全国27个省市自治区的1986个项目通过网上报名参加第13届北京发明创新大赛，通过审核符合参赛条件的项目达1554项。经过初赛、复赛、决赛、公示等多个环节，最终评选出各类发明创新奖230项。

据介绍，本届参赛项目中，1022项有自主知识产权，占全部参赛项目的66%，有的项目持有数十项专利，有的还具有国外专利。这表明大多数参赛人和参赛单位都具有强烈的知识产权保护意识。此外，本届大赛参赛项目涉及多个技术领域，如材料领域19项、电子信息领域257项、先进制造与自动化领域509项、能源环保领域133项。其中，先进制造与自动化领域的项目以32.75%的占比遥遥领先。

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