Адаптивная система обнаружения
Изобретение относится к области электромагнитного обнаружения, автоматической проверки безопасности и детектирования контрабанды. Адаптивная система обнаружения в соответствии с настоящим изобретением содержит оптическую или инфракрасную камеру, предназначенную для формирования данных изображения, относящихся к области наблюдения, пассивный датчик, предназначенный для приема электромагнитного излучения, активный датчик, предназначенный для испускания и приема электромагнитного излучения, модуль обработки изображения, выполненный с возможностью детектирования присутствия людей и объектов, отличных от людей, в области наблюдения, на основе полученных данных изображения, и модуль управления. В случае если детектируют присутствие человека, модуль управления выполнен с возможностью управления пассивным датчиком так, чтобы он принимал электромагнитное излучение, по меньшей мере, из области, где детектируют человека, и в случае если детектируют присутствие объекта, отличного от человека, модуль управления выполнен с возможностью управления активным датчиком так, чтобы он передавал и принимал электромагнитное излучение в и из, по меньшей мере, области, где детектируют объект. При использовании камеры вместе с модулем обработки изображения тип датчика адаптирован в соответствии с определяемым объектом. Достигаемый технический результат - обеспечение обнаружения, которое не заметно для людей, снижение уровня облучения людей электромагнитным излучением, поскольку людей определяют с помощью пассивного датчика. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области электромагнитного обнаружения, автоматической проверки для безопасности и детектирования контрабанды. Настоящее изобретение, в частности, относится к адаптивной системе обнаружения, способу обнаружения и соответствующему компьютерному программному продукту.
Уровень техники
Широко известно применение систем датчиков, основанных на электромагнитном излучении или электромагнитных полях. Например, такие датчики применяют для поиска потенциально опасных объектов, таких как ножи, оружие, бомбы и так далее, который выполняют в общественных или частных местах, таких как, например, аэропорты, места массовых собраний и зоны/здания высокой степени защиты для частных, общественных или военных целей. Другой пример представляет собой поиск товаров, импорт или экспорт которых запрещен или за которые должны быть выплачены импортные или экспортные сборы, который производят на пограничных пунктах пропуска или в таких местах как, например, международные аэропорты. Еще один другой пример представляет собой сканирование с медицинскими целями. Выполняемое сканирование может позволить получить изображение. В зависимости от типа излучения или используемого поля система датчиков может "видеть сквозь" материал, который обычно непрозрачен в видимом спектре электромагнитного излучения. Таким образом, объекты или специфические материалы, вещество или ткани под одеждой, внутри сумки или внутри тела человека могут быть детектированы и, в конечном итоге, визуально представлены.
Примеры используемого излучения включают в себя инфракрасное излучение, переменные магнитные поля и рентгеновское излучение. В последнее время излучение в терагерцовом частотном диапазоне стало доступным для сканирования, благодаря достижениям в технологии антенн и технологии полупроводников. Ниже используется термин "излучение миллиметровых волн (миллиметровое излучение)", например, для обозначения излучения с длиной волны в диапазоне от 0,1 мм до 10 мм, но который может также охватывать другие диапазоны, которые, например, продолжаются вплоть до 100 мм. Миллиметровое излучение испускается каждым объектом как часть излучения абсолютно черного тела (спектр Планка). Металлический нож, который находится на теле под одеждой, может быть детектирован благодаря затенению или поглощению миллиметрового излучения, излучаемого телом. Миллиметровое излучение сильно поглощается водой, и энергия, излучаемая телом человека в миллиметровой области, весьма низка. Поэтому фактически невозможно видеть, например, через влажное пальто.
Различают поиск с помощью активного датчика и поиск с использованием пассивного датчика. В системе с активным датчиком активный датчик генерирует излучение или электромагнитное поле, которое взаимодействует (например, посредством отражения, поглощения, модуляции и изменения фазы) с объектом, сканирование которого производят, и затем датчик снова ощущает (принимает) это излучение или поле. Ощущаемое (принятое) излучение или поле зависит от специфического взаимодействия объекта, который сканируют, используя генерируемое излучение или поле так, чтобы была получена информация об объекте (например, изображение). Примеры активных датчиков представляют собой рентгенографические камеры, использующие источник рентгеновского излучения, металлодетекторы, генерирующие переменное магнитное поле и детектирующие модуляции магнитного поля, и датчики радиолокационного типа (например, в миллиметровой или микроволновой области длин волн). Пассивные датчики не генерируют излучение или электромагнитное поле, а детектируют поле или излучение, генерируемое или излучаемое сканируемым объектом. Пример пассивного датчика представляет собой миллиметровый датчик, детектирующий миллиметровое излучение, которое является частью излучения черного тела, излучаемого объектом.
У активных датчиков есть проблема, состоящая в том, что электромагнитное поле или излучение могут наносить вред объектам и, особенно, живым существам, на которые воздействуют поля или излучение. По меньшей мере, для некоторых частотных диапазонов существуют инструкции, ограничивающие величину и силу поля или излучения, которое может генерировать датчик и/или которые могут воздействовать на человека. В известных системах датчиков человек должен неподвижно стоять в раме или перед датчиком. Это позволяет достигать установленных законодательством значений, но представляет источник неудобства для человека.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить систему датчиков, способ обнаружения и компьютерный программный продукт, которые создают мало неудобств для людей и которые предусматривают низкий уровень облучения людей электромагнитным излучением.
Адаптивная система датчиков в соответствии с настоящим изобретением содержит пассивный датчик, предназначенный для приема электромагнитного излучения, активный датчик, предназначенный для испускания и приема электромагнитного излучения, модуль детектирования, выполненный с возможностью детектирования присутствия людей и других объектов помимо людей в области наблюдения, и модуль управления. В случае если детектируют присутствие человека, модуль управления выполнен с возможностью управления пассивным датчиком для приема электромагнитного излучения, по меньшей мере, из области, в которой детектируют человека, и в случае детектирования присутствия другого объекта помимо человека модуль управления выполнен с возможностью управления активным датчиком для передачи и приема электромагнитного излучения, по меньшей мере, в область, где детектируют объект, и из указанной области.
Благодаря адаптации датчика, используемого для поиска в соответствии с определяемым объектом, люди могут свободно передвигаться, что повышает удобство для людей и способствует определению, которое не ощущается людьми. Кроме того, облучение людей электромагнитным излучением низкое, поскольку людей сканируют пассивным датчиком.
Предпочтительно в случае если детектируется присутствие человека, активный датчик либо не испускает электромагнитное излучение, по меньшей мере, в области, где детектируется человек, или не испускает электромагнитное излучение, которое превышает предварительно установленный порог по энергии или напряженности поля, по меньшей мере, в области, где детектируется человек. Поскольку слишком сильное или слишком мощное излучение исключается, правила техники безопасности относительно излучения и облучения электромагнитным излучением людей могут быть соблюдены.
Адаптивная система датчиков, предпочтительно, дополнительно содержит оптическую или инфракрасную камеру для формирования изображения, при этом указанное детектирование людей и других объектов, отличных от людей, основано на данных сформированного изображения.
Благодаря использованию оптических или инфракрасных изображений может быть обеспечено надежное и недорогое детектирование людей и других объектов, отличных от людей.
Адаптивная система датчиков, предпочтительно, дополнительно содержит датчик температуры, при этом указанное детектирование людей и других объектов, отличных от людей, основано на данных о температуре, полученных датчиком температуры.
Благодаря использованию датчика температуры может быть обеспечено надежное и недорогое детектирование людей и дифференцирование между людьми и объектом, не являющимся человеком.
Предпочтительно, адаптивная система датчиков дополнительно содержит пассивный модуль детектирования контрабанды, предназначенный для детектирования присутствия специфических, например опасных, нежелательных или запрещенных, объектов на основании информации датчика, которая получена пассивным датчиком на основе электромагнитного излучения, принятого, по меньшей мере, из области, где детектируют человека. Таким образом, автоматически детектируют контрабандные объекты.
Предпочтительно, пассивный модуль детектирования контрабанды выполнен с возможностью получения первого результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта исключено, второго результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта детектировано, и третьего результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, при этом в случае если пассивный модуль детектирования контрабанды получает третий результат детектирования, модуль управления выполнен с возможностью управления активным датчиком, который испускает и принимает электромагнитное излучение в и из, по меньшей мере, области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано. Таким образом, способность обнаружения системы датчиков повышают, и больше контрабандных объектов может быть детектировано, что повышает защиту и уменьшает объем труда человека, требуемого для детектирования контрабандных объектов.
Предпочтительно, упомянутое испускание электромагнитного излучения, которое выполняют в случае, если получается третий результат детектирования, по существу ограничено упомянутой областью, где присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано. Таким образом, дополнительно уменьшают облучение объектов-людей электромагнитным излучением.
Предпочтительно, модуль обработки изображения выполнен с возможностью определения области, где детектируется человек или объект, не являющийся человеком, пассивный модуль детектирования контрабанды выполнен с возможностью определения области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, пассивный датчик выполнен с возможностью направления на другие области так, чтобы принимать электромагнитное излучение из области, на которую направлен датчик, и активный датчик выполнен с возможностью направления на другие области так, чтобы передавать и принимать электромагнитное излучение в и из области, на которую направлен датчик.
Адаптивная система датчиков может содержать модуль детектирования, выполненный с возможностью детектирования присутствия специфических объектов на основании данных датчика, полученных пассивным датчиком и/или активным датчиком, и подавать звуковую, оптическую или другую тревогу в случае, если заданный объект детектируется.
Адаптивная система датчиков может содержать модуль дисплея, при этом активный датчик и/или пассивный датчик выполнен с возможностью формирования данных изображения, и модуль дисплея выполнен с возможностью отображения данных изображения, полученных активным датчиком и/или пассивным датчиком.
Предпочтительно, пассивный датчик выполнен с возможностью работы в диапазоне миллиметровых волн электромагнитного излучения.
Способ обнаружения в соответствии с настоящим изобретением содержит этапы детектирования присутствия людей и объектов, отличных от людей, в области наблюдения и в случае детектирования человека, обеспечения приема пассивным датчиком электромагнитного излучения из, по меньшей мере, области, в которой находится человек, а в случае если объект, отличный от человека, детектирован, обеспечения с помощью активного датчика передачи и приема электромагнитного излучения в и из, по меньшей мере, области, где расположен объект.
Предпочтительно, способ обнаружения дополнительно содержит этап формирования данных изображения, относящийся к области наблюдения, используя оптическую или инфракрасную камеру, при этом этап детектирования присутствия людей и объектов, отличных от людей, основан на полученных данных изображения.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап детектирования специфических, например опасных, нежелательных или запрещенных, объектов на основе данных датчика, которые получены с помощью пассивного датчика на основе электромагнитного излучения, принимаемого из, по меньшей мере, области, в которой находится человек.
В случае если присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, способ предпочтительно содержит дополнительный этап обеспечения излучения и приема электромагнитного излучения активным датчиком в и из, по меньшей мере, области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано.
Предпочтительно, когда этап детектирования присутствия людей и объектов, отличных от людей, содержит определение области, в которой расположен человек или объект, отличный от человека, этап обеспечения приема пассивным датчиком электромагнитного излучения, по меньшей мере, из области, в которой находится человек, включает направление пассивного датчика на указанную определенную область, где расположен человек, для приема электромагнитного излучения из этой определенной области, а этап обеспечения передачи и приема активным датчиком электромагнитного излучения в и из, по меньшей мере, области, где расположен объект, включает направление активного датчика на определенную область, где расположен объект, отличный от человека, для передачи и приема электромагнитного излучения из этой области. Дополнительно предпочтительно, когда этап детектирования специфических объектов содержит определение области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, этап обеспечения излучения и приема активным датчиком электромагнитного излучения в и из, по меньшей мере, области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, включает направление активного датчика на определенную область, для которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, для испускания и приема электромагнитного излучения в и из этой области.
Компьютерный программный продукт в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением, когда его выполняет устройство обработки.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана блок-схема варианта выполнения адаптивной системы датчиков в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2A показан вариант выполнения способа обнаружения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2B показана дополнительная обработка для варианта выполнения способа обнаружения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 показаны различные случаи излучения и приема электромагнитного излучения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показан вариант выполнения адаптивной системы 1 датчиков в соответствии с настоящим изобретением. Систему 1 можно, например, использовать как датчик, который детектирует оружие, бомбы и другие контрабандные товары. Система 1 может, например, быть установлена в коридоре аэропорта для незаметной проверки проходящих мимо пассажиров и/или персонала аэропорта/авиалинии.
Адаптивная система 1 датчиков содержит камеру 2, активный датчик 4 и пассивный датчик 6. Камера 2 может быть камерой оптической или инфракрасной (IR, ИК) камерой.
Камера 2 позволяет снимать двумерные (2D) или трехмерные (3D) изображения в области наблюдения. Может быть предоставлено больше чем одна камера 2.
Пассивный датчик 6 может содержать множество физических чувствительных элементов, расположенных в различных местах, например, чтобы одновременно получать данные изображения или датчика, относящиеся к одной стороне (например, передней или левой стороне) человека и другой стороне (например, задней или правой стороне) человека. В общем, пассивный датчик 6 может быть любым датчиком, который работает в другом диапазоне длин волн, чем камера 2, то есть любым датчиком кроме оптического или ИК-датчика. Пассивный датчик 6 может быть, например, микроволновым датчиком. В следующем описании иногда предполагается, что пассивный датчик 6 представляет собой миллиметровый датчик, который во время работы принимает миллиметровое электромагнитное излучение и получает результаты детектирования в соответствии с принимаемым миллиметровым излучением. В настоящем документе термин "миллиметровые волны (миллиметровое излучение)" используется для названия излучения с длиной волны в диапазоне от 0,1 мм до 10 мм. При этом может быть предусмотрен более чем один пассивный датчик 6.
Активный датчик 4, в общем, может быть любым датчиком, который работает в другом диапазоне длин волн, чем камера 2, то есть любым датчиком, кроме оптического или ИК-датчика. Когда активный датчик 4 работает в том же самом диапазоне длин волн, что и пассивный датчик 6, часть принимаемого излучения или поля может совместно использоваться с пассивным датчиком 6. Когда активный датчик 4 работает в другом диапазоне длин волн, чем пассивный датчик 6, совокупность материалов, которые непрозрачны для излучения, используемого пассивным датчиком 6 и активным датчиком 4, уменьшается, что затрудняет возможность скрывать объекты от системы 1 датчиков. Активный датчик 4 может, например, представлять собой радиографическое устройство формирования изображения отражательного типа или просвечивающего типа или может представлять собой детектор металлов на основе магнитного поля, не формирующий изображение. Другие примеры представляют активные микроволновые датчики или датчики миллиметровых волн. Активный датчик 4 может содержать множество физических чувствительных элементов, расположенных в разных местах, например, чтобы одновременно получать данные изображения или датчика, относящиеся к одной стороне (например, передней или левой стороне) человека и другой стороне (например, задней или правой стороне) человека. При этом может быть предоставлено множество активных датчиков 4 (возможно датчиков разных видов).
В общем, активный датчик 4 и пассивный датчик 6 могут быть статическими, или их поле детектирования может быть направляемым, чтобы охватывать другие области сканирования. Ниже, иногда предполагается, что активный датчик 4 и пассивный датчик 6 представляют собой датчики последнего вида, то есть предполагается, что активный датчик 4 и пассивный датчик 6 являются направляемыми датчиками. Система 1 датчиков содержит модуль 8 управления, который управляет работой активного датчика 4 и пассивного датчика 6. Модуль 8 управления управляет состоянием активации (включения/выключения) и направлением сканирования (полем сканирования) датчиков 4, 6 и управляет энергией и/или напряженностью электромагнитного поля или излучением, излучаемым активным датчиком 4. В настоящем документе понятие электромагнитное излучение используется в значении, которое включает в себя чистые электромагнитные поля (то есть электрические и магнитные поля), если только другое использование (исключающее чистые электромагнитные поля) явно не будет отмечено или выведено из контекста и/или или на основании технического мастерства.
Система 1 датчиков содержит модуль 12 детектирования, содержащий модуль 10 обработки изображения, который выполнен с возможностью детектирования людей и других объектов, отличных от людей, на основе данных изображения, формируемых камерой 2. Ниже объекты, отличные от людей, могут также называться объектами, не являющимися людьми, или просто объектами. При детектировании людей возможно использовать активный датчик 4 для детектирования, например, металлического оружия или другого объекта, который находится в сумке, которая не может быть детектирована пассивным датчиком 6, и использовать пассивный датчик 6 для детектирования металлического оружия или другого объекта, когда его переносят или он расположен близко к телу человека (например, в куртке или в кармане), не подвергая человека электромагнитному излучению. В общем, энергией или уровнем поля активного датчика 4 можно управлять в зависимости от того, был ли (и где) детектирован человек или нет. Например, когда детектируют человека, и правила техники безопасности для человека предписывают максимальную энергию 10 дБм, которая установлена для объекта, не являющегося человеком, энергией, направляемой на человека, управляют так, чтобы она была меньше чем 10 дБм (10 мВт). Когда человека не детектируют, активный датчик 4 может излучать большие уровни энергии, в соответствии с обычными (не имеющими отношения к человеку) инструкциями.
Детектирование людей может, например, быть основано на алгоритмах детектирования лица и/или алгоритмах детектирования тела (человека) и может быть осуществлено на основе аппаратных средств и/или программного обеспечения. В частности, решения по детектированию лица могут быть получены теперь по доступной цене, поскольку такая технология теперь обычно используется во многих потребительских товарах, таких как, например, цифровые фотокамеры и видеокамеры. Предпочтительно, система 10 обработки изображений выполнена с возможностью (например, после калибровки или процесса обучения) отличать объекты, временно внесенные в область наблюдения, от других объектов, которые долго находятся в области наблюдения (например, стены здания, элементы крепления, гарнитура и мебель). Только последние будут детектированы как объекты, не являющиеся людьми. Предпочтительно, модуль 10 обработки изображения отслеживает движение людей и объектов. Таким образом, предотвращается детектирование и просмотр человека или объекта дважды. Отслеживание может также помочь при компенсации движения человека или объекта во время сканирования человека или объекта активным или пассивным датчиком, таким образом, облегчая получение полного результата сканирования объекта или человека (включающего в себя два или больше боковых сканирований, например, передней стороны и задней стороны или левой и правой стороны). Дифференцирование между временными и непостоянными объектами может быть основано на функциях отслеживания. Кроме того, модуль 10 обработки изображения может быть выполнен с возможностью прогнозирования движения людей и объектов. На основе прогнозируемого таким образом движения можно различать различные действия по сканированию/обнаружению. Например, сканирование активным сканером 4 может быть остановлено или прервано, если прогнозируют, что человек движется в область сканирования. Таким образом, уменьшают уровень облучения людей.
Ниже, иногда предполагается, что модуль 10 обработки изображения выполнен с возможностью определения местоположения детектируемых людей и/или других объектов, отличных от людей. Обычно от модуля 10 обработки изображения не требуется выполнять такое определение. Местоположение может, например, быть задано в двух или трех измерениях и, предпочтительно, отражает протяженность человека или объекта. Модуль 10 обработки изображения может, например, определять направление или пространственную область, занимаемую человеком или объектом.
Модуль 12 детектирования дополнительно содержит активный модуль 14 детектирования контрабанды и пассивный модуль 16 детектирования контрабанды. Понятия "активный" и "пассивный" не подразумевают ограничений по работе или структуре активных и пассивных модулей 14, 16 детектирования контрабанды. "Активный" и "пассивный" просто обозначают связь с активным датчиком 4 и пассивным датчиком 6 соответственно. Активный модуль 14 детектирования контрабанды и пассивный модуль 16 детектирования контрабанды выполнены с возможностью детектирования специфических объектов на основе информации датчика, генерируемой активным датчиком 4 и пассивным датчиком 6, соответственно. Например, оружие, ножи, бутылки, электронные схемы, специфические материалы, как, например металлы, могут быть "специфическими объектами", которые детектируются. Совокупность объектов, которые могут быть детектированы, зависит от области применения системы датчиков и не ограничена чем-либо, за исключением ограничений по детектированию, присущих датчику 6, 8 и модулю 14, 16 детектирования. Диапазон объектов, обнаруживаемых активным модулем 14 детектирования контрабанды и пассивным модулем 16 детектирования контрабанды, в общем, может быть одним и тем же, но обычно отличается из-за использования разных частей спектра электромагнитных волн в активном датчике 4 и пассивном датчике 6. Помимо детектирования специфических объектов исходя из данных датчика, полученных активным датчиком 4, или данных датчика, полученных пассивным датчиком 6, специфические объекты также могут быть детектированы модулем 12 детектирования при совместном использовании данных, полученных активным датчиком 4, и данных, полученных пассивным датчиком 6.
Изображения из камеры 2 и данные из активного датчика 4 и пассивного датчика 6 предоставляют, наряду с полученной информацией (например, местоположения людей, местоположения других объектов, отличных от людей, местоположения специфических объектов, тип детектируемых специфических объектов, области без возможности определения), предоставляют в модуль 18 визуализации. Информация из активного и пассивного датчика может, но не обязательно, соответствует информации по изображению. Модуль 18 визуализации обрабатывает принятую информацию и отображает ее в модуле 20 дисплея. Дисплей любого вида пригоден для отображения информации. Например, информация, соответствующая камере 2, активному датчику 4 и пассивному датчику 6, может быть отображена в сопоставлении и/или с наложением. Визуализация и отображение не обязательны.
Кроме того, необязательный модуль 22 сигнала тревоги предназначен для генерирования физического сигнала тревоги (например, акустического, вибрационного, оптического сигнала тревоги). Сигнал тревоги может обозначать, какой специфический объект был детектирован и где он был детектирован. В случае если генерируется оптический сигнал тревоги, модуль 22 сигнала тревоги может быть реализован модулем визуализации и модулем дисплея. Сигнал тревоги генерируется, например, в случае, если был детектирован специфический объект. Кроме того, например, когда детектируют металлический материал и в чем-то странный объект в одной и той же пространственной области, может генерироваться сигнал тревоги. Например, когда ИК или оптическое изображение распознается как опорное, система 1 может детектировать что-то другое по сравнению с данными опорного изображения.
После описания основных рабочих модулей в варианте выполнения системы 1 датчиков в соответствии с настоящим изобретением рассмотрим вариант выполнения способа обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, со ссылкой на фиг.2A. Способ обнаружения в соответствии с этим вариантом выполнения, если не указано другое, выполняют с помощью системы 1 датчиков.
На этапе S1 формируют изображение, соответствующее области наблюдения, с помощью камеры 2, и информацию по изображению оценивают модулем 10 обработки изображения. В случае детектирования человека, процесс обнаружения переходит на этап S3. В случае если детектируют другой объект, отличный от человека, процесс обнаружения переходит на этап S5. Следует отметить, что при выполнении перехода на этап S3 или этап S5, этап S1 не останавливают, и формирование данных изображения и оценка продолжаются. Каждый раз, когда детектируют человека или объект, не являющийся человеком, начинается процесс детектирования контрабанды, начинающийся на этапе S3 и этапе S5 соответственно.
На этапе S3 пассивный датчик 6 активируют и детектированного человека сканируют пассивным датчиком 6. В общем возможно, чтобы пассивный датчик сканировал всю область наблюдения. Однако более эффективно (с учетом необходимого времени, разрешения сканирования, требуемой энергии) сканировать, по существу, только область, в которой находится человек.
На следующем этапе S7 с помощью пассивного модуля 16 детектирования контрабанды, на основе информации датчика, генерируемой пассивным датчиком на этапе S3, определяют, детектирован ли специфический объект. В случае если один или более специфических объектов были детектированы, процесс переходит на этап S9 и активирует сигнал тревоги, обозначающий детектирование специфического объекта, и после этого обработка данных для детектированного человека может, но не обязательно, закончиться. В случае если присутствие специфического объекта в просмотренной области может быть исключено, обработка данных для детектированного человека может, но не обязательно, закончиться (этап S11). В случае если присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, способ переходит на этап S13, чтобы выполнить дополнительное сканирование. В качестве альтернативы переходу на этап S13 может быть подан сигнал тревоги, обозначающий, что присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, и после этого обработка данных для детектированного человека может, но не обязательно, закончиться. Оператор-человек может затем выбрать дальнейшие действия. Суммируя, когда явно детектируется специфический объект, подают сигнал тревоги. Когда генерированная датчиком информация не содержит указания на присутствие или возможность присутствия специфического объекта, обработка заканчивается. И, наконец, когда генерированная датчиком информация содержит указание на присутствие или возможное присутствие специфического объекта, но специфический объект, тем не менее, явно не обнаружен, применяют дополнительный поиск, или подают дополнительный тип сигнала тревоги.
Конечно, детектирование присутствия специфического объекта не подразумевает, что специфический объект действительно присутствует, и препятствие присутствию специфического объекта не подразумевает, что специфический объект действительно отсутствует, поскольку ошибочные положительные и ошибочные отрицательные решения всегда могут происходить в реальных системах. Какие указания приводят к разным результатам детектирования, зависит от желательной надежности результата детектирования, требуемого уровня безопасности, области применения, официальных или других предписаний и от многих других факторов, при этом любое внутренне присущее ограничение детектирования используемой технологии должно быть принято во внимание.
На этапе S13 активный датчик 4 активируют, и он сканирует, по меньшей мере, область, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано. Область, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, ниже упоминается как область без возможности определения. Область без возможности определения может содержать множество не связанных областей. Каждая из таких подобластей будет сканирована активным сканером 4. Примеры области без возможности определения включают в себя любую область, которая не позволяет выполнить "сквозной просмотр" или "просмотр под ней" (например, влажные области или металлические нашивки на одежде в случае миллиметрового пассивного датчика 4) и "странные объекты", которые не могут быть идентифицированы. Хотя датчик 4 позволяет просматривать всю область наблюдения, предпочтительно, особенно с учетом потенциальной опасности для здоровья человека, ограничить область сканирования, как можно ближе к области без возможности определения. Благодаря этому можно в максимальной степени уменьшить облучение человека электромагнитным излучением. Во время сканирования активным датчиком 4 управляют для выполнения всех инструкций, относящихся к электромагнитному излучению (например, для соблюдения пороговых значений излучаемой энергии, плотности энергии, напряженности поля, длительности облучения), в частности инструкций, относящихся к облучению людей излучением.
На следующем этапе S15 с помощью активного модуля 14 детектирования контрабанды определяют на основе информации датчика, полученной активным датчиком 4 на этапе S13, детектирован ли специфический объект. В случае если один или больше специфических объектов детектированы, процесс переходит на этап S17 и активизируется сигнал тревоги, обозначающий детектирование специфического объекта, и после этого обработка данных для области без возможности определения может, но не обязательно, быть закончена. В случае если присутствие специфического объекта может быть исключено, обработка данных для области без возможности определения, не обязательно, но может быть закончена (этап S19). В случае если присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, процесс переходит на этап S21.
На этапе S21 процесс для области без возможности определения может быть, но не обязательно, закончен. В случае необходимости, на этапе S21 подают сигнал тревоги, обозначающий, что присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано. Сигнал тревоги может обозначать область или области, для которых присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, чтобы помочь обслуживающему персоналу выполнить исследования вручную.
На этапе S5 активный датчик 4 активизируют, и детектированный другой объект, отличный от человека, сканируют активным датчиком 4. В общем, возможно сканирование активным датчиком всей области наблюдения (например, когда датчик нельзя направлять). В таком случае необходимо проверить, что люди отсутствуют в области наблюдения, или что выполняются указанные выше правила техники безопасности относительно защиты людей от электромагнитного излучения. Однако более эффективно (с учетом требуемого необходимого времени, разрешения сканирования, требуемой энергии) сканировать, по существу, только область, в которой расположен объект. Что еще более важно, в этом случае дополнительно уменьшается облучение людей электромагнитным излучением. Дополнительное преимущество состоит в том, что объект может быть сканирован даже в случае присутствия человека, что позволяет сканировать больше объектов за одно и то же время. Благодаря этому исключают следующий сценарий. Объект, не являющийся человеком, не может быть просмотрен в первый момент времени из-за присутствия человека. Во второй момент времени, в который люди отсутствуют, объект не может быть сканирован, потому что он переместился из зоны сканирования активного сканера 4. Таким образом, объект не будет сканирован вообще и представляет потенциальную угрозу безопасности.
На следующем этапе S23 активный модуль 14 детектирования контрабанды определяет на основе информации датчика, полученной активным датчиком на этапе S5, детектирован ли специфический объект. В случае если один или более специфических объектов были детектированы, процесс переходит на этап S25 и активизирует сигнал тревоги, обозначающий детектирование специфического объекта, после чего обработка данных для детектированного объекта может закончиться, но не обязательно. В случае если присутствие специфического объекта может быть исключено, обработка данных для детектированного объекта может закончиться, но не обязательно (этап S27). В случае если присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, процесс переходит на этап S29.
На этапе S29 обработка данных для детектированного объекта может закончиться, но не обязательно. В случае необходимости, на этапе S29 подают сигнал тревоги, обозначающий, что присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано. Сигнал тревоги может обозначать область или области, в которых присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, чтобы помочь обслуживающему персоналу в выполнении исследования вручную.
Несмотря на то что в описанном выше варианте выполнения существует различие между сканируемой областью и излучаемой энергией на этапах S13 и S5, такое различие не обязательно должно присутствовать, и этапы S13, S15, S17, S19 и S21 могут быть выполнены идентично этапам S5, S23, S25, S27 и S29 соответственно. То есть этапы S13, S15, S17, S19 и S21 могут быть заменены этапами S5, S23, S25, S27 и S29 соответственно. В этом случае детектируемый человек или область без возможности определения заменяются детектируемым объектом, не являющимся человеком, указанным при описании этапов S5, S23, S25, S27 и S29.
На фиг.3 также иллюстрируется описанная выше обработка данных как примерная ситуация. Справа показаны камера 2, активный датчик 4 и пассивный датчик 6. Слева показаны область наблюдения за камерой 2, при этом человек и другой объект, отличный от человека, детектируется модулем 10 обработки изображения, и область без возможности определения детектируется пассивным модулем 16 детектирования контрабанды. Пассивный датчик 6 направляют, чтобы сканировать на этапе S3, по существу, только человека. Во время оценки данных датчика, полученных пассивным датчиком 6, детектируют область без возможности определения. Активный датчик 4 направляют, чтобы сканировать на этапе S13, по существу, только область без возможности определения, которая накладывается/пересекает (включает в себя) область, в которой находится человек. Активный датчик 4 направляют, чтобы сканировать на этапе S5, по существу, только (часть) объекта, не являющегося человеком, который не накладывается/не пересекается с человеком.
Какой величиной может быть ограничена фактическая область сканирования человека, объекта, не являющегося человеком, и область без возможности определения, соответственно, зависит, помимо прочего, от используемой технологии датчика, области применения и способности определения местоположения модуля 10 обработки изображения и пассивного модуля 16 детектирования контрабанды. На фиг.3 установка абстрактно изображена с использование одномерного и двумерного видов, только для простоты описания и пояснения, и ее не следует рассматривать, как ограничение настоящего изобретение.
Активный и пассивный датчики могут работать одновременно (например, на этапах S3 и S5), или только один из датчиков, активный датчик 4 или пассивный датчик, может быть активным. Квазиодновременная операция может быть реализована путем быстрого переключения между работой активного датчика 4 и пассивного датчика 6. Такая работа может быть, например, полезной в случае, если излучение, испускаемое активным датчиком 6, препятствует или нарушает работу пассивного датчика, или в случае, если модуль приема излучения или поля совместно используется активным датчиком 4 и пассивным датчиком 6.
Далее более подробно поясняются некоторые особенности системы 1 датчиков и способа обнаружения, и некоторые дополнительные особенности.
Как показано на фиг.1, система 1 датчиков может дополнительно содержать датчик 24 расстояния, датчик 26 температуры, модуль 28 детектирования расстояния и модуль 30 детектирования температуры.
Датчик 24 расстояния направляют на человека, объект, не являющийся человеком и область без возможности определения, чтобы измерить расстояние от этих элементов до активного датчика 4. В случае если множество физических чувствительных элементов (активного датчика 4) находится в разных местах, в конечном итоге, может быть предусмотрено соответствующее множество датчиков 24 расстояния. Каждый датчик 24 расстояния, тем самым, измеряет расстояние до соответствующего физического чувствительного элемента. На основе информации по расстоянию управляют передаваемой энергией/напряженностью поля активного датчика 4. Энергия/напряженность должна быть высокой (достаточно высокой), чтобы получить хорошую информацию активным датчиком, но должна быть настолько низкой, насколько это возможно, или, по меньшей мере, достаточно низкой, чтобы соответствовать правилам техники безопасности, чтобы уменьшить облучение людей. Использовать датчик расстояния весьма предпочтительно, когда людям разрешено свободно передвигаться (в области наблюдения). При использовании датчика 24 расстояния все установленные требования относительно облучения людей электромагнитным излучением и полями и общие инструкции, касающиеся электромагнитного излучения и полей, можно соблюдать без ухудшения качества получаемой информации обнаружения, получаемой активным датчиком 4.
Датчик 24 расстояния может, например, быть выполнен как оптический (например, на основе лазерного луча) датчик расстояния, который можно направлять на область, представляющую интерес. При этом, однако, не обязательно должен быть отдельный датчик 24 расстояния. Камера 2 или активный датчик 4 может работать как датчик 24 расстояния. Например, система автофокусирования камеры может предоставлять информацию по расстоянию. Также модуль 10 обработки изображения может предоставлять информацию по расстоянию (например, когда модуль 10 обработки изображения дает трехмерное местоположение детектируемого объекта или человека, информация о расстоянии может быть получена из трехмерной информации о местоположении). Также возможно определять расстояние на основе электромагнитного излучения, принимаемого активным датчиком 4. Расстояние может, например, быть определено на основе фазы (информация о фазе) излучения, испускаемого активным датчиком, и отражаемого объектом, человеком или специфическим объектом.
Можно использовать любой вид датчика 26 температуры, позволяющий определять температуру детектируемого объекта или человека. Датчик 26 температуры, предпочтительно, представляет собой дистанционный датчик (например, на основе излучения), не требующий контакта с объектом, для которого должны быть выполнены измерения. Пассивный датчик 6, например, когда он выполнен как миллиметровый датчик, может работать как датчик 26 температуры.
Использование датчика 26 температуры также помогает детектировать различия между объектом, не являющимся человеком, и человеком, как показано на фиг.2B.
Этап S1 на фиг.2B представляет собой то же самое, что и этап S1 на фиг.2A. На этапе S1 формируют данные изображения, соответствующие области наблюдения, с помощью камеры 2, и эти данные изображения оценивают модулем 10 обработки изображения. В случае детектирования человека, способ переходит на этап S2. В случае если будет детектирован другой объект, отличный от человека, способ обнаружения переходит на этап S4. Следует отметить, что при выполнении перехода на этап S2 или этап S4 этап S1 не останавливают и формирование данных изображения и оценка действительно продолжаются. Каждый раз, когда человек или объект, не являющийся человеком, детектируют средством 10 обработки изображения, начинается обработка, начинающаяся на этапе S2 и этапе S4, соответственно.
На этапе S2 определяют температуру детектируемого человека и определяют с помощью модуля 30 детектирования температуры, соответствует ли определенная температура температуре человека. Например, определенная температура может соответствовать температуре человека, когда она выше первого порога (например, установленного ниже 37 градусов Цельсия) и ниже второго порога (например, установленного выше 37 градусов Цельсия). Если да, процесс переходит на этап S3 на фиг.2A. Если нет, процесс возвращает на этап S1 на фиг.2B. Таким образом, улучшают надежность детектирования человека.
На этапе S4 определяют температуру детектируемого объекта, не являющегося человеком, и с помощью модуля 30 детектирования температуры определяют, соответствует ли определенная температура температуре человека. Если да, обработку возвращают на этап S1 (фиг.2B). Если нет, процесс переходит на этап S5 (фиг.2A). Таким образом, улучшают надежность детектирования человека. Поэтому шанс, что человек по неосторожности будет подвергнут воздействию излучения, испускаемого активным датчиком 4, уменьшается.
В качестве альтернативы или дополнительно к получению данных изображения на основе детектирования людей и объектов, не являющихся людьми, детектирование людей и объектов, не являющихся людьми на основе температуры или любой другой вид детектирования людей и объектов, не являющихся людьми (то есть детектирование на основе других данных датчика, отличных от температуры и оптического или ИК-изображения) может быть выполнен на этапе S1 на фиг.2A. Тем самым детектирование предпочтительно основано на информации датчика, которая получена дистанционным датчиком (например, датчиком на основе излучения), который не требует какого-либо контакта с определяемым объектом.
Кроме того, данные изображения, формируемые камерой 2, можно использовать не только для детектирования людей и объектов, не являющихся людьми, и направления/управления активным датчиком 4 и пассивным датчиком 6. Детектирование самих контрабандных объектов может быть основано на данных изображения, формируемых камерой 2. Например, данные изображения, формируемого камерой 2, могут использоваться как опорные данные. Модуль 12 детектирования затем сравнивает опорные данные с данными датчика, получаемыми активным датчиком 4, пассивным датчиком 6 и/или возможно одним или больше другими датчиками. Когда определяют несоответствие, несовместимость, несогласованность или другую аномалию между данными, может быть подан сигнал тревоги или выполнено дополнительное сканирование (например, с ранее неиспользовавшимся датчиком).
1. Адаптивная система (1) обнаружения электромагнитного излучения, содержащая
пассивный датчик (6), предназначенный для приема электромагнитного излучения,
активный датчик (4), предназначенный для испускания и приема электромагнитного излучения,
модуль (12) детектирования, выполненный с возможностью детектирования присутствия людей и других объектов, отличных от людей, в области наблюдения, и
модуль (8) управления,
причем модуль (12) детектирования присутствия людей и других объектов, отличных от людей, содержит активный модуль детектирования (14) и пассивный модуль детектирования (16), соединенные соответственно с активным датчиком (4) и пассивным датчиком (6),
при этом в случае детектирования присутствия человека, модуль (8) управления выполнен с возможностью управлением пассивным датчиком (6) так, чтобы он принимал электромагнитное излучение, по меньшей мере, из области, где детектируется человек, а
в случае детектирования присутствия объекта, отличного от человека, модуль (8) управления выполнен с возможностью управления активным датчиком (4) так, чтобы он передавал и принимал электромагнитное излучение из, по меньшей мере, области, где детектируется объект, и в, по меньшей мере, эту область.
2. Адаптивная система (1) обнаружения по п.1, в которой, в случае детектирования присутствия человека, предотвращается излучение электромагнитного излучения активным датчиком (4), по меньшей мере, в область, где детектируется человек, или предотвращается излучение электромагнитного излучения, которое превышает предварительно установленный порог по энергии или напряженности поля, по меньшей мере, в область, где детектируется человек.
3. Адаптивная система (1) обнаружения по п.1, дополнительно содержащая оптическую или инфракрасную камеру (2), предназначенную для формирования данных изображения, при этом упомянутое детектирование людей и объектов, отличных от людей, основано на формируемых данных изображения.
4. Адаптивная система (1) обнаружения по п.1, дополнительно содержащая датчик температуры (26), при этом упомянутое детектирование людей и объектов, отличных от людей, основано на данных температуры, полученных датчиком температуры.
5. Адаптивная система (1) обнаружения по п.1, отличающаяся тем, что пассивный модуль (16) детектирования предназначен для детектирования присутствия объектов контрабанды, а также специфических, например, опасных, нежелательных или запрещенных объектов на основании данных, которые получены пассивным датчиком (6) на основе электромагнитного излучения, принятого, по меньшей мере, из области, где детектирован человек.
6. Адаптивная система (1) обнаружения по п.4, в которой пассивный модуль (16) детектирования контрабанды выполнен с возможностью, получения
первого результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта исключено,
второго результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта детектировано, и
третьего результата детектирования, указывающего на то, что присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано,
при этом в случае если пассивный модуль (16) детектирования контрабанды получает третий результат детектирования, модуль (8) управления выполнен с возможностью управления активным датчиком (4) так, чтобы он испускал электромагнитное излучение, по меньшей мере, в область, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, и принимал электромагнитное излучение, по меньшей мере, из этой области.
7. Адаптивная система (1) обнаружения по п.6, в которой упомянутое испускание электромагнитного излучения, выполняемое в случае, если получен третий результат детектирования, по существу ограничено упомянутой областью, где присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано.
8. Адаптивная система (1) обнаружения по п.5, в которой модуль (12) детектирования выполнен с возможностью определения области, где детектируется человек или объект, отличный от человека; пассивный модуль (16) детектирования контрабанды выполнен с возможностью определения области, для которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано; пассивный датчик (6) выполнен с возможностью направления на различные области так, чтобы он принимал электромагнитное излучение из области, на которую направлен датчик (6); а активный датчик (4) выполнен с возможностью направления на различные области так, чтобы он передавал и принимал электромагнитное излучение в область, на которую направлен датчик (4), и из этой области соответственно.
9. Адаптивная система (1) обнаружения по п.1, в которой пассивный датчик (6) выполнен с возможностью работы в диапазоне миллиметровых волн электромагнитного излучения.
10. Способ обнаружения электромагнитного излучения, содержащий этапы, на которых
детектируют (S1) присутствие людей и объектов, отличных от людей, в области наблюдения,
при этом в случае детектирования человека, обеспечивают (S3) прием пассивным датчиком электромагнитного излучения, по меньшей мере, из области, в которой находится человек, а
в случае детектирования объекта, отличного от человека, обеспечивают (S5) передачу и прием электромагнитного излучения активным датчиком, по меньшей мере, в область, где расположен объект, и, по меньшей мере, из этой области соответственно.
11. Способ обнаружения по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором получают (S1) данные изображения, относящейся к области наблюдения, используя оптическую или инфракрасную камеру, при этом этап детектирования (S1) присутствия людей и объектов, отличных от людей, основан на полученных данных изображения.
12. Способ обнаружения по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором детектируют (S7) специфические, например, опасные, нежелательные или запрещенные объекты на основе данных датчика, полученных пассивным датчиком на основе электромагнитного излучения, принятого, по меньшей мере, из области, в которой находится человек.
13. Способ обнаружения по п.12, в котором, в случае если присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, способ содержит дополнительный этап, на котором
обеспечивают (S13) испускание и прием активным датчиком электромагнитного излучения, по меньшей мере, в область, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни предотвращено, ни детектировано, и, по меньшей мере, из этой области соответственно.
14. Способ обнаружения по п.12, в котором
этап детектирования (S1) присутствия людей и объектов, отличных от людей, включает определение области, где расположен человек или объект, отличный от человека; этап обеспечения (S3) приема электромагнитного излучения пассивным датчиком, по меньшей мере, из области, в которой находится человек, включает направление пассивного датчика на определенную область, где находится человек с тем, чтобы принимать электромагнитное излучение из этой определенной области; и этап обеспечения (S5) передачи и приема электромагнитного излучения активным датчиком в и из, по меньшей мере, области, где расположен объект, включает направление активного датчика на определенную область, где расположен объект, отличный от человека, для передачи и приема электромагнитного излучения из указанной области, при этом
этап детектирования (S7) специфических объектов включает определение области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано; этап обеспечения (S13) испускания и приема электромагнитного излучения активным датчиком в и из, по меньшей мере, области, в которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано, включает направление активного датчика на определенную область, для которой присутствие специфического объекта не может быть ни исключено, ни детектировано с тем, чтобы он испускал и принимал электромагнитное излучение в эту область, и из нее соответственно.
