專利名稱：遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及遠程檢測隱藏物體的領域，具體地涉及檢測人體衣服下隱藏的電介質(zhì)爆炸化合物(dielectric explosive compound)的方法。
背景技術：
在目前的安全問題當中，檢測隱藏于恐怖分子身上的所謂的自殺性炸彈(suicide bomb)的問題尤為重要。目前，解決這一任務的主要使用的方法是基于以下的使用金屬檢測器、蒸汽檢測器、X射線機、警犬等。在不同的國家，正在研發(fā)檢查人體的方法，該方法基于新的物理原理核四極矩共振(NQR)、拉曼后向散射(Raman backscatterlng)、電介質(zhì)入口、用于人體檢查的被動和主動太赫范圍裝置、被動毫米范圍雷達和主動微波入口。公知方法并不能對遠程和隱秘檢查提供足夠的可能性，因此對“自殺式炸彈殺手”提供及時地識別并在其激活爆炸裝置之前采取錯誤令其放下武器?，F(xiàn)有方法的另一個主要缺陷是無法自動地確定被檢測物體的危險程度以及錯誤警報的高比率。這使得在檢查大量移動人流的真實條件下無法使用它們。然而，檢測由“自殺式炸彈殺手”攜帶的爆炸裝置的任務需要滿足下列特定要求—遠程檢查；—自動檢查模式；一檢測任何類型的物體(電介質(zhì)和導體兩者);一實時實施檢查；-自動確定被檢測物體的危險級別；一實行隱秘檢查的可能性；一檢查與外部條件無關；一人類的安全性；一將危險信號指定給特定人的可能性；一系統(tǒng)的機動性和相對低的成本。存在一種已知方法用來檢測衣服下隱藏的物體，所述物體例如不僅是衣服下隱藏的金屬的炸藥，也可以是非金屬的炸藥。通過使用集中于人體的小面積上的接收天線，接收到由該面積發(fā)射的電磁波。結果，通過使用輻射計和與其連接的處理單元，測量接收到的信號的強度并且記錄射束的位置。接收到的信號的測量強度以顯示屏的發(fā)光強度的形式來顯示并且通過分析發(fā)光強度的分布，查明金屬或非金屬物體的存在或不存在，RU 2133971C1。這種方法的缺點是接收到的圖像的低對比度，因為由于所采用的輻射范圍中電介質(zhì)的透明度，這種方法不允許非金屬物體與人體之間的清晰區(qū)分。遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標的另一種已知方法包括使用兩個或更多初級發(fā)射器利用微波輻射來照射該區(qū)域，通過使用一個或多個平行記錄通道記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號，相干處理所反射的信號并且顯示作為所述處理的結果得到的數(shù)據(jù)，請參看US5557283A。電磁場的發(fā)射器和接收器被放置在多個初步設定的位置上。檢查的結果是基于來源于寬帶中檢測的輻射的數(shù)字處理的三維圖形的分析。當實現(xiàn)所述方法時，在頻帶中進行利用微波輻射照射監(jiān)控區(qū)域，該頻帶的寬度與監(jiān)控區(qū)域圖像的徑向空間分辨率以及期間記錄的反射信號的相干處理是可能的記錄時間間隔不相關。這導致以下缺陷-在移動的被檢查物體(目標)的情況下無法使用所述方法，因為所反射的信號的記錄期間的物體的移動改變了物體相對于接收和發(fā)送天線的位置。這違反了記錄信號的相干處理的適用性條件。當被檢查物體的軌跡未知時，非相干處理沒有提供良好的質(zhì)量圖像。因此，物體的隱秘檢查是不可能的。-因為圖像的低分辨率，它不能被分析來傳遞關于物體(目標的化合物)的電介質(zhì)介電常數(shù)以及它們的等效質(zhì)量的定量信息。存在一種已知方法用來遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標，包括使用兩個或更多初級微波發(fā)射器利用微波輻射來照射該區(qū)域，通過一個或多個平行記錄通道來記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號，相干處理所記錄的信號以便依據(jù)從初級發(fā)射器到目標的距離獲得監(jiān)控區(qū)域中的散射物質(zhì)的重構結構的最大強度值，和通過以數(shù)個三維表面的形式構造微波圖像來顯示作為所述處理的結果而獲得的信息，RU 2294549C1。上述的技術方案被用作本發(fā)明的原型。用作本發(fā)明的原型的方法的缺陷如下-從空氣-電介質(zhì)邊界反射的信號強度低一對于電介質(zhì)介電常數(shù)的電介質(zhì)大約7%的強度，這對于爆炸化合物來說是典型的。因此，從電介質(zhì)-人體邊界( 90%的強度)反射的信號能夠大大地扭曲表示物理空氣-電介質(zhì)邊界的三維表面，這當檢測存在爆炸混合物時會依次導致錯誤；-可以記錄從空氣-電介質(zhì)邊界反射的輻射的微波輻射的較小范圍的入射角度和接收角度。這是由于以下事實引起的電介質(zhì)的表面相對于微波范圍中的波長通常十分平滑，并且邊界上的散射需要鏡面反射的特性。因此，這種方法只能在較窄的檢查可能角度范圍內(nèi)有效地實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高在隱秘檢查期間確定電介質(zhì)物體的存在或不存在的可靠性并且擴展檢查的可能角度的范圍。根據(jù)本發(fā)明，所述用于遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標的方法包括使用兩個或更多初級微波發(fā)射器利用微波輻射來照射所述區(qū)域；通過一個或多個平行記錄通道來記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號；相干處理所記錄的信號以便依據(jù)從初級發(fā)射器到目標的距離獲得監(jiān)控區(qū)域中的散射物質(zhì)(scatterer)的重構結構的最大強度值；和通過構造與三維表面對應的微波圖像來顯示作為所述處理的結果而獲得的信息。
另外，使用與微波發(fā)射器同步的兩個或更多視頻攝像機獲得目標的視頻圖像；將得到的視頻圖像轉(zhuǎn)換為它的數(shù)字形式并且構造目標的三維視頻圖像；
將三維視頻圖像和微波圖像轉(zhuǎn)換到一般坐標系統(tǒng)中；在一般坐標系統(tǒng)中確定微波圖像與視頻圖像之間的距離I ;在1〈1。的情況下，其中I。是I的定義閾值，查明在目標處不存在數(shù)量上超過最大容許值的隱藏的電介質(zhì)物體；在1>1。的情況下，則進一步確定在1>1。的區(qū)域中在三維微波圖像中存在空腔；當空腔的深度h大于/ 則查明在目標處存在隱藏的電介質(zhì)物體， 其中h。是h的閾值，e是所尋找電介質(zhì)物體的電介質(zhì)介電常數(shù)的值。 申請人:不知道與請求保護的主題相同的任何技術方案。這暗示本發(fā)明符合新穎性的要求。本發(fā)明的特征的實現(xiàn)導致請求保護的主題的新的重要特征。首先，消除了表示物理空氣-電介質(zhì)邊界的三維表面的失真，這明顯地降低了當錯誤確定爆炸化合物存在(或不存在)時的可能性。而且，三維視頻圖像的附加使用極大地擴展了檢查的可能角度范圍，這對隱秘的檢查尤為相關。申請人:不知道提供關于本發(fā)明的特征與所實現(xiàn)的技術效果之間的關系的任何知識的任何信息源。以申請人的角度來看，上面概述的請求保護的主題的新的特征論證本發(fā)明的主題符合非顯而易見性的要求。


下面，通過不參考附圖的示例的詳細描述來解釋本發(fā)明。
具體實施例方式為了實現(xiàn)遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標，通過在范圍8-12GHZ中的14個設定的等距頻率的微波照射來連續(xù)地照射該區(qū)域。所述照射是使用初級發(fā)射器來進行的，在該具體實例中，該初級發(fā)射器用由256個初級發(fā)射器天線組成的開關天線陣列(switched antennaarray )表示。在該示例中，通過兩個平行通道來記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號，所述兩個平行通道包括兩個寬帶Vivaldi天線和兩個接收器。從接收器的輸出中，與所記錄的信號對應的數(shù)據(jù)被傳遞到計算機，在該計算機處進行這些數(shù)據(jù)的相干處理并且根據(jù)從初級發(fā)射器到目標的距離以一個單一三維表面的形式構建目標的圖像，所述三維表面由與監(jiān)控區(qū)域中的散射物質(zhì)的重構結構的最大強度值對應的點組成。使用與微波發(fā)射器空間分離且同步的另外兩個視頻攝像機(在本示例中是SDU-415)，目標的視頻圖像被接收，且隨后被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。使用計算機來重構目標的三維視頻圖像，并且后來該圖像以及微波圖像被轉(zhuǎn)換到一般坐標系統(tǒng)中。該坐標系統(tǒng)通過天線陣列的平面和與其垂直的軸來設定。在這一點，在一般坐標系統(tǒng)中確定微波圖像與視頻圖像之間的距離I。I。是I的閾值，其對應于設定的爆炸電介質(zhì)化合物的最大允許量。如果1〈1。，則查明在目標處不存在數(shù)量上超過最大容許值的隱藏的電介質(zhì)物體。如果1>1。，則進一步確定在1>1。的區(qū)域中在三維微波圖像中存在空腔。當空腔的深度h大于
權利要求
1.一種遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標的方法,所述方法包括 使用兩個或更多初級微波發(fā)射器利用微波輻射來照射所述區(qū)域； 通過一個或多個平行記錄通道來記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號； 相干處理所記錄的信號以便依據(jù)從初級發(fā)射器到目標的距離獲得監(jiān)控區(qū)域中的散射物質(zhì)的重構結構的最大強度值；和 通過構造與三維表面對應的微波圖像來顯示作為所述處理的結果而獲得的信息，其特征在于 使用與微波發(fā)射器同步的兩個或更多視頻攝像機另外獲得目標的視頻圖像； 將得到的視頻圖像轉(zhuǎn)換為它的數(shù)字形式并且構造目標的三維視頻圖像； 將三維視頻圖像和微波圖像轉(zhuǎn)換到一般坐標系統(tǒng)中； 在一般坐標系統(tǒng)中確定微波圖像與視頻圖像之間的距離I ; 在1〈1。的情況下，其中I。是I的定義閾值，查明在目標處不存在數(shù)量上超過最大容許值的隱藏的電介質(zhì)物體；和 在1>1。的情況下，則進行在1>1。的區(qū)域中在三維微波圖像中存在空腔的進一步確定；當空腔的深度h大于/ =Zf3時，則查明在目標處存在隱藏的電介質(zhì)物體，其中 Λ εh。是h的閾值，ε是所尋找電介質(zhì)物體的電介質(zhì)介電常數(shù)的值。
全文摘要
本發(fā)明打算用來遠程檢查監(jiān)控區(qū)域中的目標，并且包括使用兩個或更多初級微波發(fā)射器利用微波輻射來照射所述區(qū)域；使用一個或多個平行記錄通道來記錄從監(jiān)控區(qū)域反射的信號；相干處理所記錄的信號以便依據(jù)從初級發(fā)射器到目標的距離獲得檢查區(qū)域中的散射物質(zhì)的重構結構的最大強度值；和通過構造相應的三維表面的微波圖像來顯示作為所述處理的結果而獲得的信息。使用與微波發(fā)射器同步的兩個或更多視頻攝像機另外產(chǎn)生目標的視頻圖像。轉(zhuǎn)換得到的目標的視頻圖像，并且將三維視頻圖像和微波圖像轉(zhuǎn)換到一般坐標系統(tǒng)中。技術效果是增加了在隱秘的檢查中確定電介質(zhì)物體的存在或不存在的可靠性。
文檔編號G01N22/00GK102630301SQ201080053657
公開日2012年8月8日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權日2009年11月26日
發(fā)明者A.V.庫茲內(nèi)特索夫, I.Y.戈爾什科夫, V.P.艾弗亞諾夫 申請人:應用物理學科技中心有限責任公司