有源微波設備和探測方法
【專利摘要】本文公開了一種用于探測隱蔽在衣服下面或者行李中的潛在地危險的和/或者爆炸性材料的方法和系統(tǒng)。通過發(fā)射、反射以及接收微波輻射，能夠構建目標區(qū)域的3D圖像。該圖像將示出移動的人和潛在地隱藏在其身體上的任何電介質對象的輪廓。通過測量從電介質對象反射的微波的相位和幅值，能夠確定微波通過隱藏對象的光學路徑，因此，使得可以創(chuàng)建目標區(qū)域的3D微波圖像。能夠同時使用幾個發(fā)射機和接收機，并且還能夠使視頻成像疊加在微波圖像上，用以改善探測準確性。本發(fā)明在整個國家，尤其在公共交通和大型公共事件的領域中，具有保安和安全應用。
【專利說明】有源微波設備和探測方法
[0001]有關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2014年I月22 日提交的CIP US 14/160，895 “ACTIVE MICROWAVEDEVICE AND DETECT1N METHOD”的優(yōu)先權，并且通過引用將其完全并入;本專利申請還要求2014年6月30 日提交的美國專利申請 14/319，222“METH0D FOR STANDOFF DETECT1N ANDANALYSIS OF OBJECTS”的優(yōu)先權，美國專利申請14/319，222要求2013年11月19日提交的美國臨時專利申請N0.61/905,940的優(yōu)先權;本專利申請還要求2014年4月23日提交的美國專利申請14/259,603“SMART SCREENING BARRIER AND SYSTEM” 的優(yōu)先權，美國專利申請 14/259，603要求2014年2月28日提交的美國臨時專利申請N0.61/945，921的優(yōu)先權。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及隱藏對象的遠程探測的領域，尤其涉及用于探測隱蔽在衣服下面或者人體上或附近的電介質(dielectric)爆炸物的方法和裝置。
【背景技術】
[0004]當前，各種方法正被用于解決對隱蔽爆炸物的擔憂。這些方法中的一些包含:金屬探測器、氣化物探測器、X射線機、以及狗。許多國家在開發(fā)用于基于新物理原理檢查人體的新方法付出巨大努力，新物理原理包含:拉曼后向散射、電介質橋門(portal)、無源和有源太赫茲范圍設備、無源毫米范圍設備、以及有源微波橋門。
[0005]上述方法不保證遠程和隱秘檢查的所要求的效果；因此，這些設備不能在足夠的時間內探測到“自殺式炸彈”以使得能夠在爆炸設備的引爆發(fā)生之前采取必要預防措施。當前的方法的另一個顯著缺陷是缺乏對探測對象的威脅等級的自動確定并且誤報率高。這些障礙使得幾乎不可能將這些設備用于例如檢查在運輸過程中移動的大量人群。
[0006]如下是用于隱蔽在人身上的金屬爆炸設備和非金屬爆炸設備的一種當前探測方法:利用來自人體的小區(qū)域的電磁波，接收天線集中在該區(qū)域上。然后，在處理模塊中處理輻射儀數據，并且記錄波束的強度和位置。然后，將所接收的信號的測量強度顯示為發(fā)光強度。通過分析發(fā)光強度的分布，能夠確定存在還是不存在金屬對象或者非金屬對象。這種方法的主要缺陷是所接收的圖像的對比度低。在用于所采用的波范圍的電介質透明時，該方法不能清楚地將非金屬對象與人體區(qū)域別開。
[0007]WO 2011/065869和WO 2011/065868公開了利用人的微波圖像和光學圖像以及大多數爆炸物的高介電常數探測該人身上的隱藏爆炸物的方法。這些方法不將從可疑(interrogated)空間的外層反射的Mff信號用于揭露可疑空間中的隱藏對象。
[0008]還需要對移動的人群進行隱秘的自動(無需操作員)檢查，以揭露自殺式炸彈，并且將其與人群分開。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明公開了一種定位例如人穿戴或者攜帶的諸如爆炸物的潛在威脅的隱藏對象的方法和系統(tǒng)。通過發(fā)送微波信號并且接收人的不同區(qū)域對這些信號的反射，能夠計算人的外層(例如，外套)與身體之間的距離。同時，如果對象隱藏在人身上，則還計算對象的厚度。將這些值進行比較，并且利用這些值創(chuàng)建3D微波圖像，并且，如果探測到值之間的急劇變化，則發(fā)出報警的信號。該急劇變化的原因是用于爆炸物和其他危險武器的特定電介質的升高的介電常數，其改變了透射微波信號的速度。本發(fā)明還公開了一種類似探測方法，其通過在信號接收機的對面布置微波信號發(fā)射機，因此也允許基于微波信號的透射進行計算。此外，同一個時間點的3D視頻圖像能夠覆蓋3D微波圖像，因此允許讀數和結果更準確。
【附圖說明】
[0010]圖1示出用于探測隱藏電介質對象的裝備(setup)。
[0011]圖2示出微波路徑以及從目標的外衣和身體邊界(分別是第一邊界和第二邊界)的反射。
[0012]圖3進一步詳細示出在(a)不存在隱藏危險對象、以及(b)、(c)、(d)存在隱藏危險對象情況下的微波(MW)波束的反射。圖3(b)示出在外衣或者其他外套下面爆炸物位于人身體上的位置的示例。圖3(c)和3(d)示出由所主張的本發(fā)明在隱藏對象的情況下測量或計算的光學路徑和距離。
[0013]圖4示出用于3D微波和視頻圖像處理和自動報警的過程的示例。
[0014]圖5示出本發(fā)明的平面構造選擇。
[0015]圖6示出本發(fā)明在(a)反射模式下和(b)透射模式下的、橋門構造選擇。
[0016]圖7示出在本發(fā)明的橋門構造選擇中構建微波圖像的不同方式。
[0017]圖8示出采用兩倍數量的發(fā)射/接收天線陣列的本發(fā)明的橋門構造選擇。
[0018]圖9示出采用兩倍數量的發(fā)射/接收天線陣列的本發(fā)明的平面構造選擇。
[0019]圖10示出如何可以同時一起使用平面和橋門構造選擇的示例。
[0020]圖11示出如何可以同時一起使用平面和橋門構造選擇的另一個示例。
【具體實施方式】
[0021]在此公開了一種用于遠距離實時自動探測穿戴在身體上且隱藏在衣服下面、或者背包或其他行李中的IED(簡易爆炸設備)和其他潛在危險的電介質對象的有源微波設備(AMD)。層0通過朝著移動目標(例如，人)發(fā)送微波(波長在從I毫米到約20厘米的范圍內，其中，優(yōu)選實施例采用從Imm到幾cm范圍內的微波)、并且之后探測反射波而運行。高速GPU實時地進行數據分析，以獲得潛在隱藏對象的圖像，并且接收關于其體積和介電性質的信息，這允許在普通對象與潛在爆炸物之間進行區(qū)別。然后，利用該信息對發(fā)現的“異常”分配威脅等級，而無需操作員參與。
[0022]因此，主張用于揭露可疑空間中的電介質對象的系統(tǒng)，其中可疑空間位于內層與外層之間，該系統(tǒng)包括至少兩個微波(MW)源和至少一個MW接收機，用以形成可疑空間的3DMW圖像，其中通過從MW源朝向可疑空間發(fā)射MW信號而形成所述3D微波圖像，其中每個麗信號部分地從外層反射，并且Mff信號的剩余部分穿過可疑空間，在該可疑空間中，MW信號的剩余部分部分地從內層反射，其中所述MW接收機接收來自所述外層和內層的反射信號，該系統(tǒng)還包括計算機/計算器，其被適配用于確定至少兩組點之間的至少兩個距離Pl和P2，其中Pl = (A2-A1)并且P2 = (B2-B1);其中Al是第一MW波束從外層反射的點，而A2是同一第一MW波束從內層反射的點，其中BI是第二MW波束從外層反射的點，而B2是同一第二MW波束從內層反射的點，其中至少兩組兩個點互相間隔開預定值S;并且，計算機/計算器進一步被適配用于計算Pl與P2之間的差D，并且將差D與預定閾值T進行比較;并且，該系統(tǒng)還包括報警器，其被適配用于當Pl與P2之間的差大于閾值T時指示內層與外層之間可能有隱藏電介質對象。
[0023]此外，主張一種揭露可疑空間中的隱藏對象的方法，其中可疑空間位于內層與外層之間，該方法包括:從Mff源朝向可疑空間發(fā)送微波(Mff)信號，該信號部分地在外層上反射并且部分地在內層上反射;在MW接收機接收從外層和內層反射回的Mff信號的第一和第二響應，第一和第二響應信號對應于第一和第二3D Mff圖像，其中第一3D MW圖像對應于可疑空間的外層，而第二3D MW圖像對應于可疑空間的內層；確定至少兩個距離Pl和P2，其中Pl =(A2-A1)而P2=(B2-B1)，其中Al是第一MW波束從外層反射的點，而A2是同一第一Mff波束從內層反射的點，其中BI是第二MW波束從外層反射的點，而B2是同一第二MW波束從內層反射的點；其中Al和BI互相間隔開預定值S;計算Pl與P2之間的差D，并且將差D與預定閾值T進行比較;當差D大于閾值T時進行指示。在一個實施例中，該方法還包括從第三和第四響應信號至少確定第三和第四距離P3和P4，其中P3 = (C2-C1)而P4=(D2-D1)，其中Cl是第三MW波束從外層反射的點，而C2是同一第三波束從內層反射的點，其中Dl是第四MW波束從外層反射的點，而D2是同一第四Mff波束從內層反射的點。P3和P4能夠用于提高Pl與P2之間的距離D大于閾值T時觸發(fā)的報警的可靠性。能夠基本上在確定Pl和P2的相同區(qū)域中確定P3和P4，但是采用不同的視角。P3和P4還能夠用于在與確定Pl和P2的區(qū)域不同的區(qū)域中探測其他隱藏對象。
[0024]可疑空間可以在人的身體與該人的衣服之間、或在人的衣服的兩層之間。外層優(yōu)選地由空氣與人的外衣之間的邊界形成。
[0025]圖1示出用于揭露隱藏電介質對象的裝備I。在一個實施例中，使用兩個或者更多個基本微波發(fā)射機2(作為示例，圖1示出64個發(fā)射機)，利用微波輻射掃描空間。從監(jiān)視區(qū)域反射的信號由一個或者多個并行探測通道3和4拾取。所接收的信號在數字信號處理(DSP)單元5中經歷相干處理，以基于從基本發(fā)射機到目標的距離，獲得在監(jiān)視區(qū)域中散射對象的恢復構造的最高強度值。然后，通過構建3D微波圖像，使處理之后獲得的信息顯示于顯示器6上。
[0026]在本發(fā)明的方法的一個實施例中，考慮到從可疑空間反射的電磁場的幅值信息和相位信息，數字信號處理器(DSP)執(zhí)行相干處理，該相干處理計算3D Mff圖像。
[0027]在另一個實施例中，還利用兩個或者更多個攝影機7和8獲得目標的附加視頻圖像，通過DSP單元5，該兩個或者更多個攝影機7和8與微波發(fā)射機2同步。所獲得的視頻圖像通過通道9和10傳送到處理單元5，將所獲得的視頻圖像進一步轉換為數字形式，并且構建目標的三維圖像且使該三維圖像顯示于顯示器6上。然后，將3D視頻圖像和3D微波圖像轉移(transfer)到通用坐標系中并且使其重疊(下面做進一步詳細描述)。圖1所示的系統(tǒng)I的視點或者視角是從被監(jiān)視的人的位置出發(fā)的。
[0028]在此，有時將其稱為發(fā)射機或者發(fā)射天線，而有時將其稱為發(fā)送機或者發(fā)送天線。如果對于技術人員根據使用術語的特定上下文沒有什么不同，則術語發(fā)射機/發(fā)射天線/發(fā)送機/發(fā)送天線全部可互換。
[0029]3D微波成像:以下面的方式確定存在目標11攜帶的潛在危險對象(圖2)。初級(primary)發(fā)射的MW輻射12中的一些部分地由第一(外)邊界(通常是人的外衣/夾克/或者外套)反射，形成反射束13(為了更詳細，請參見圖3(a)—區(qū)域N的放大視圖)。然后，該輻射/波穿過外衣，直到被第二(內)邊界、人體反射，形成第二反射束14。因此，該同一波至少發(fā)生兩次反射一一一次反射發(fā)生在目標和/或對象的外邊界處(即，第一邊際，或者空氣/中間空間邊際)，而另一次反射發(fā)生在波穿過中間空間后并且從目標身體(即，如果存在，則是隱藏電介質對象的對側)反射。記錄第一邊界與第二邊界之間的中間空間的測量距離Pl，并且將其用于探測隱藏對象的存在，Pl = (A2-A1)是第二邊界上的點A2與第一邊界上的相應點Pl之間的距離。重復該過程，用以測量至少一個其他距離、或者繼續(xù)用于測量其他距離，使微波波束能夠沿著第一邊界和第二邊界命中各種位置并且從所述各種位置反射。從沿著第一邊界B1、Cl、D1、……和第二邊界B2、C2、D2、……的附加位置反射的每個附加微波波束允許測量第一邊界與第二邊界之間的附加距離P2、P3、P4、……。在連續(xù)發(fā)射和接收微波信號的情況下，創(chuàng)建檢查區(qū)域的3D微波圖像。第一3D Mff圖像對應于第一邊界，而第二3D Mff圖像對應于第二邊界。該方法使得可以確定在外套下面人體上、或者人攜帶的隱藏電介質對象的存在。放大區(qū)域N，并且在圖3(a)中更詳細地示出區(qū)域N。圖3(a)表示沒有隱藏對象的情況。圖3(b)示出爆炸物可能如何在外衣下面戴在身體上。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，隱藏對象是爆炸材料或其成分。在一個實施例中，本發(fā)明的方法用于揭露在移動的人群中隱藏的自殺式炸彈。爆炸物的介電常數約為3。穿過具有這種高介電常數的介質的MW輻射等同于在空氣中穿過較長距離，因此，隱藏對象的微波圖像被繪制為凸入身體中的空腔，如圖3(c)所示。這種看上去較長的距離對應于微波波束路徑長度的急劇變化，該急劇變化被接收機探測到，因為與第二區(qū)域16中的MW波束相比，第一區(qū)域15中的Mff波束含有額外路徑。通過測量進入的反射微波的相位和幅值，能夠確定微波路徑(即，微波波束/微波信號的路徑)，并且，如果存在，則登記(register)路徑在特定區(qū)域中的突然的急劇變化。因為微波在具有較高介電常數的對象中傳播較慢，所以第二邊際信號到達存在的對象或者對象的區(qū)域花費較長時間(與沒有對象的區(qū)域，例如，剛好位于對象的上面、下面或者任一側的區(qū)域，相比)。如果路徑值的變化超過預設閾值，則其作為存在隱藏對象的指示。
[0030]在優(yōu)選實施例中，閾值T是在垂直于第一邊界和第二邊界(S卩，外層和內層，也稱為邊際)的方向上的深度上的系統(tǒng)分辨率。在優(yōu)選實施例中，分辨率等于lcm。分辨率取決于所采用的麗頻率的帶寬。分辨率等于真空中的光速除以所采用的麗頻率的雙倍帶寬。麗頻率的帶寬通常是15GHz，因此，這意味著I cm的深度分辨率。
[0031]附加路徑h(請參見圖3(d))等于h= l((e1/2-l)/(e1/2))，其中I是中間空間的厚度，其等于從第一邊界到第二邊界包含空腔(如果存在)的距離，如第一區(qū)域15所示(請參見圖3(C))，并且ε是中間空間的介電常數。通過從第一區(qū)域15的測量值中減去第二區(qū)域16的測量值，計算附加路徑h。
[0032]第一邊際信號和第二邊際信號能夠用于重構人的兩個3DMW圖像，一個對應于外套，而另一個對應于人體，如上所述。然而，從可疑空間的第一邊際接收到的信號因為其值小而可能受到來自第二邊際的信號的旁瓣(即，次最大)的干擾。優(yōu)選地，如果信號/噪聲比低，則附加地利用同步視頻圖像邊際(請參見圖1和4)。
[0033]能夠從各種不同的角度發(fā)射Mff輻射，并且類似地處理也從各種不同的角度傳播的反射輻射，以使得能夠累積附加數據以改善圖像以及探測處理的準確性和分辨率。下面進一步描述裝備的各種構造。
[0034]同時的3D視頻與MW成像:此外，能夠與MW圖像同時地記錄目標的3D視頻圖像。因此，在該優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的方法還包括:形成可疑空間的外層的3D光學圖像;使3D光學圖像與點A1、B1的位置同步，并且可選地與點Cl和Dl的位置同步;在3D光學圖像上確定對應于點Al、B1的點Al ’、B1’，并且可選地確定對應于點Cl和Dl的點Cl，和Dl，;計算差Pl，=(Α2-Α1 ’)、P2 ’ = (Β2-Β1 ’)，并且可選地計算Ρ3 ’ = (C2-C1 ’)和Ρ4’ = (D2-D1 ’)；以及將值Pl與Ρ1’、Ρ2與Ρ2’進行比較，并且可選地將Ρ3與Ρ3’以及Ρ4與Ρ4’進行比較。類似地，在本發(fā)明中，前面描述的系統(tǒng)是優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括:至少兩個相機，該至少兩個相機用于記錄可疑空間的光學圖像，并且被適配用于形成可疑空間的3D光學圖像；以及計算機，其被適配用于使3D光學圖像與可疑空間的由至少兩個微波源和至少一個微波接收機形成的、從外層反射的3D BI圖像在時間上同步和在數字空間中疊加。來自外層(點AI和BI)的反射信號可以比來自內層(點A2和B2)的反射信號弱幾倍。從可疑空間的外層的3D光學圖像(由立體攝像機傳送的)提取的來自外層的點(Al’，B1’)能夠用于計算P1’和P2’，并且將Pl和P2進行比較。
[0035]優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中采用多于100個微波源。還優(yōu)選地采用具有包括多個頻率的頻譜的微波源。
[0036]優(yōu)選地，至少兩個攝影機7和8(請參見圖1)記錄目標的圖像，并且DSP單元5重構對象的3D視頻圖像。光束不穿透外邊界(在在此的示例中，S卩，人的外套)。在時間方面使該3D視頻成像與3D微波成像同步。使3D視頻圖像重疊于外邊際的3D MW圖像上能夠實現外邊際的位置的改善準確性、以及對附加路徑h的改善計算。在一個實施例中，該系統(tǒng)還附加地配備有自動報警器，如果距離h高于預定閾值，并且因此懷疑存在隱藏對象，則自動報警器觸發(fā)聲音警報或者視頻警報。
[0037]在另一個實施例中，對安全官員和第一反應者，將自動警報與懷疑人的照片、他/她的坐標以及在他/她身上探測到的隱藏對象的位置相組合。該系統(tǒng)的分辨率足以探測人體上的潛在危險對象，而不侵犯任何隱私問題。
[0038]在又另一個實施例中，微波圖像處理軟件僅對目標的引起關注的這些部分/對象創(chuàng)建警報(即，因為微波圖像探測導致在系統(tǒng)中創(chuàng)建警報)。并且，最終，該處理軟件從該視頻圖像中僅提取該目標的引起關注的這些部分/對象。因此，在不重構整個檢查區(qū)域以節(jié)省資源和時間的情況下，處理軟件創(chuàng)建這些部分/對象和對安全性和潛在威脅的探測重要的區(qū)域的、具有疊加的3D視頻圖像的3D微波圖像。
[0039]裝備構造:能夠以不同的幾何結構生產并且設置AMD，不同幾何結構包含:(I)作為步道橋門，該步道橋門檢查多個移動的人(優(yōu)選地，以人互相不遮擋的方式，即，逐個地或者并排地)；或者(2)作為單個模塊，該單個模塊用于遠距離檢查多個移動目標。在各種情境下，AMD能用于公共交通環(huán)境中，并且可以作為獨立系統(tǒng)、或者與其他傳感器、視頻跟蹤和數據融和系統(tǒng)組合。能夠與自動門(例如，入口旋轉門)或者閘門組合地使用AMD，當從AMD接收到實時自動警報時，該自動門或者閘門可以立即關閉。這種情境還使得可以將懷疑人與其他人立即分離。在用于在可疑空間中揭露隱藏對象的本方法的一個實施例中，可疑空間靜止(standing)，或者其正在以至少2km/h或者至少5km/h的平均步行速度移動。
[0040]本發(fā)明的優(yōu)點包含但并不局限于:(I)一定距離(例如，10米)的遠距離探測；(2)實時檢查目標(每秒十幀或者更多幀)；(3)—次檢查許多目標(一次至少4一5個)；(4)隱秘檢查和安裝(能夠將該設備遮蔽，例如，作為廣告板)；(5)安全操作和輻射(總微波功率小于公共區(qū)域允許的微波功率30倍)；(6)電介質對象的特性(爆炸物的介電常數約為3或者大于3，而合法物品具有小于2.5的常數)；(7)金屬對象的特性；(8)提供與所發(fā)現的對象關聯的警報等級；(9)自動威脅識別(ATR); (10)不侵犯隱私(3D微波圖像的分辨率低，并且ATR不需要顯示3D圖像)；(11)可選的3D視頻系統(tǒng)；以及(12)同時實時檢查身體和任何攜帶的行李(例如，手提行李、通過手柄移動的帶輪行李，等等)。
[0041]圖4提供詳細說明處理軟件采用的優(yōu)選算法的圖。該算法最終對裝接到或者隱藏在給定檢查目標上的潛在威脅電介質或者其他爆炸物發(fā)出警報，其用于創(chuàng)建重構的微波圖像，其疊加了視頻圖像，用于關聯、探測和快速定位及獲取危險材料。存在接收、處理和/或發(fā)送信息的3個單元。微波數據處理單元100由數據獲取中心110和3D微波圖像恢復中心111構成。立體視頻數據處理單元200由視頻數據獲取中心221、3D視頻圖像恢復中心222以及目標區(qū)域定義器223構成。分析與判定單元300由圖像分析中心333和報警中心334或者無報警中心335構成。接收天線3、4接收從檢查區(qū)中的目標反射的和/或透射通過檢查區(qū)中的目標的微波數據。接收天線3、4與微波數據獲取中心110共享該數據，繼而，該微波數據獲取中心110進一步將該數據發(fā)送到3D微波圖像恢復中心111。同時，與視頻數據獲取中心221共享攝影機7、8捕獲的立體視頻數據，繼而，視頻數據獲取中心221將該視頻數據發(fā)送到3D視頻圖像恢復中心222。然后，3D視頻圖像恢復中心222通過目標區(qū)域定義器223發(fā)送該視頻數據。目標區(qū)域定義器223與3D微波圖像恢復中心111通信，以使微波數據與視頻數據對應(或者同步)，因此，允許發(fā)布與該時間跨度有關的信息、將該同步數據發(fā)送到分析與判定單元300。3D微波圖像和3D視頻圖像的常規(guī)分析在圖像分析中心333中進行，該圖像分析中心3 33從立體視頻數據處理單元200的3D視頻圖像恢復中心222(在目標區(qū)域定義器223過濾視頻數據之前和之后)、以及從微波數據處理單元100的3D微波圖像恢復中心111接收數據。最后，圖像分析中心333基于所有獲取數據并且利用在此描述的方法，確定是發(fā)出報警的信號334、還是不發(fā)出報警的信號335。
[0042]自動化威脅識別(ATR):如果在分析了在目標上探測到(例如，隱藏在衣服下面或者行李內)的一個或者多個對象的體積、質量、形狀和介電常數后，參數或者組合參數超過或者位于設立的或者預設的限制和閾值的邊界內，則發(fā)出報警的信號。在處理了3D微波(和視頻圖像)后，自動發(fā)送報警信號，而無需操作員。能夠利用無線網絡、線纜網絡和移動網絡，將報警發(fā)送到任何監(jiān)視系統(tǒng)、安全系統(tǒng)或者復雜視頻跟蹤系統(tǒng)的給定顯示器/計算機。除了自動報警之外，能夠將任何潛在威脅(和攜帶該威脅的人)的照片/視頻圖像、與他/她的位置坐標一起傳送。
[0043]一定距離(最多10米)的遠距離探測:為了獲得最小的微波圖像，要求至少一個發(fā)射天線和兩個接收天線，反之亦然，即，一個接收天線和兩個發(fā)射天線。為了在一定距離內探測隱藏在移動的目標上的對象，推薦發(fā)射天線和接收天線的陣列，而非一組發(fā)射天線和接收天線。發(fā)射天線和接收天線的陣列加寬了檢查區(qū)，通過增大系統(tǒng)孔徑提高了系統(tǒng)分辨率，并且改善信號/噪聲關聯性。例如，天線陣列的一個實施例包括256個元件，該256個元件組合為16行天線。每行包含16個基本天線(16 X 16)。該陣列還包含分立天線，該分立天線優(yōu)選地位于比使用的頻帶的最大頻率的波長的一半小的距離處。這是明確重構3D微波圖像所需的。
[0044]基本天線的發(fā)射是連續(xù)的(或者脈沖式的)。反射信號同時由所有接收天線接收。如果正在使用幾個發(fā)射天線陣列同時工作，則利用低頻調制區(qū)分來自不同發(fā)射天線陣列的信號。為了改善信噪比，來自天線陣列的一個基本天線能夠在一個時刻發(fā)射16/32個選擇頻率中的一個。發(fā)射線寬較窄(即，線寬比頻率值小3個量級)，這樣使得該信號能夠與外部頻率和背景頻率不一致。
[0045]接收天線陣列包含分立天線，該分立天線位于這樣的位置，使得接收到反射信號的區(qū)/區(qū)域(從天線的角度)允許從運動目標的不同側(或者方位)獲得3D微波圖像。分立天線的數量由期望的同步孔徑的質量、分辨率、信噪比和資源確定。在實時情況下，3D微波圖像重構速度能夠約為每秒10幀/圖像。從全部發(fā)射一接收天線對[1024 X 8]且在全部16/32個選擇頻率的、幅值一相位分布數據的記錄速度使得可以在一幀記錄時間期間將運動目標看作幾乎靜態(tài)的、或者準靜態(tài)的。數據處理和3D微波圖像(幀)重構的速度由可用資源確定。例如因為計算資源在不同處理器(以及并行計算)之間的分布而實現獲得的每秒10幀/圖像的速度，不同的處理器同時工作、但針對不同的任務，不同任務可以包括數據獲取處理、ED微波圖像重構和處理、以及3D視頻圖像處理與同步。
[0046]實時檢查與探測速率:在此解釋用于本發(fā)明所監(jiān)視的移動目標的數據獲取和處理的示例性條件和速率:測量I幀(在該實施例中，即，從所有發(fā)射一接收天線對[1024x8]且在全部16/32個選擇頻率獲得幅值一相位分布數據，以重構3D微波和3D視頻圖像)所需的時間應當小于目標在所采用的頻率范圍內的最大頻率處的波長的1/8移動所需的時間。用于I幀測量的時間小于2毫秒。幀處理(重構為3D微波圖像和3D視頻圖像上的100 X 100X 32(HX WXD)個點)花費約100毫秒。最大頻率(即，18GHz或者1.6cm)處的波長的八分之一(1/8)是約
0.2厘米。目標的平均移動速度是例如51^/11(或者1.4111/8、或14(^/1^)。在當前的數據獲取與處理的速度下，本發(fā)明能夠每秒創(chuàng)建約10幀。
[0047]同時檢查許多目標:如果在檢查區(qū)內有幾個目標、或者有幾個目標正移動通過檢查區(qū)，則系統(tǒng)運行，并且以相同的方式執(zhí)行數據獲取，從而花費與對于一個目標相同的時間量。然而，當系統(tǒng)執(zhí)行3D微波和3D視頻圖像重構時，其自動定位檢查區(qū)域中的所有目標和對象，因此，要求更多的計算資源。因此，優(yōu)選地，通過調節(jié)特定質量、速度或者分辨率以保持計算速度，仍實時地執(zhí)行3D微波和3D視頻圖像重構。例如，通過降低重構幀頻率(例如，從每秒10幀調節(jié)到每秒5幀)，或者通過降低重構微波圖像的點的數量，能夠保持計算速度。作為一種選擇，增加計算資源可以解決同時有許多目標的問題，而無需降低任何特定質量、速度或者分辨率。采用視頻數據也能夠幫助降低實際處理的微波數據的量(例如，僅檢查探測到對象的區(qū)域)，因此，同時對探測到的每個目標執(zhí)行分立的檢查。
[0048]在分析與判定單元中進行了分析后，發(fā)出報警的信號。該單元分析存儲于計算機存儲器中的幾幀，并且發(fā)出具有“危險”對象的目標的信號。連續(xù)建立幀的“歷史”，并且將其存儲于計算機存儲器中。每個幀或者每組幀都具有示出其獲取時間的時間戳。發(fā)出報警的信號，并且實時地自動發(fā)送報警。如果處理來自歷史的幾個幀，則與收到幀的時間相比，可能發(fā)生幾分之一秒的可能延遲。在目標保留在檢查區(qū)中或者在檢查區(qū)中移動的時間內，幀的“歷史”保留在計算機存儲器中。如果在給定時刻檢查區(qū)內部沒有目標，則系統(tǒng)在“備用”模式下運行。目標一進入檢查區(qū)，系統(tǒng)就自動切換到數據獲取模式并且開始處理數據。當目標在檢查區(qū)域中移動時(距設備至多10米的距離)，系統(tǒng)平均獲取、重構約100幀并將其記錄為“歷史”(速度是每秒10幀)。當目標(例如，人)在他/她移動期間被天線“看到”時，從不同的方位示出這些幀中的他/她。如果在處理幀時，目標移動(其中處理包含來自記錄的幀“歷史”的這些幀)，則能夠探測到隱藏對象一一當人站立在適當位置時不能探測到的對象。
[0049]隱秘檢查和裝置:為了使設備的運行不引人注意，可以將系統(tǒng)遮蔽為典型廣告板。該板能夠由被微波穿透的材料制成(例如，塑料、木材、織物，等等)。
[0050]3D視頻系統(tǒng):在本發(fā)明中優(yōu)選地采用3D視頻系統(tǒng)。優(yōu)選地采用至少兩個攝影機，使得可以實時地重構檢查空間的“深度圖”。該深度圖與3D微波圖像一起用于處理并且形成普通同步3D坐標系統(tǒng)。3D視頻圖像用于:(D探測/定位檢查區(qū)域內的人；(2)定位和限定檢查區(qū)域中必須重構、處理和/或同步目標對象(例如，隱藏在人身體上或者行李中的對象)的微波圖像的特定區(qū)域/空間；(3)獲得微波圖像上的第一邊際(S卩，空氣/電介質邊際)，其與視頻圖像“衣服/電介質邊際”相同；(4)將自動報警信號和潛在威脅(例如，恐怖分子)的照片/視頻數據(包含但并不局限于他/她的空間坐標)傳送到回應官員。照片/視頻圖像可以是彩色的、或黑白的。在目標在檢查區(qū)域、或者微波/視頻系統(tǒng)的操作區(qū)域中移動時，計算機能夠在其存儲器中存儲系統(tǒng)從不同視角或者方位接收到的微波圖像和視頻圖像(例如，每秒10幀)。該信息比關于檢查區(qū)域內的靜態(tài)(不移動)目標的信息更好且更有用。探測算法利用移動目標(即，較好)信息分析存儲于幀歷史中的幾幀。采用不同的視角，存在的幀越多，系統(tǒng)所具有的用于自動探測危險對象的信息就越多，并且探測過程將更有效且更準確。
[0051 ] AMD構造選擇:本發(fā)明能夠(I)連續(xù)地運行，或者(2)在由外部觸發(fā)(例如，當目標進入檢查區(qū)域、或者微波/視頻系統(tǒng)的操作區(qū)域時)激活的“備用”模式中運行。該設備能夠在室內或者室外、以及在不同照明條件下(例如，如果幾乎無光，則能夠采用IR相機)運行。能夠根據系統(tǒng)在特定地方的特定使用情況，采用不同構造(能夠將發(fā)射和接收天線陣列相對于彼此不同地定位)，設置該系統(tǒng)。
[0052]“平面”構造(請參見圖5)指將發(fā)射和接收天線陣列固定于裝備I的一個框架或者模塊上。在“平面”構造中，系統(tǒng)僅利用一種技術來探測隱藏在目標上或者行李(例如，背包、袋子、手提箱等)中的潛在危險對象，該技術是(微波天線陣列發(fā)射的)初級輻射從目標的“反射”。在“平面”構造中，檢查區(qū)域比在“橋門”構造中寬(下面解釋)，因此，潛在地使得其對于同時以幾米的距離遠距離探測一個人20或者幾個人20和21身上的危險對象來說更有用。利用“平面”構造，能夠構建3D MW圖像，并且對存在隱藏電介質對象的計算取決于從目標的第一邊際和第二邊際的反射之間的相位差。應當注意，位于相對于檢查區(qū)域和目標的不同角度的微波信號接收機和發(fā)射機組約多，將產生越準確且越多的信息結果。
[0053]“橋門”構造(請參見圖6)指接收天線和發(fā)射天線位于所謂橋門(S卩，步道區(qū)域)的兩側、且定位在朝向目標的移動方向的一角度。在該構造中，系統(tǒng)利用兩種技術來探測隱藏在目標上或者行李中的潛在危險對象。第一種技術是(由微波天線陣列發(fā)射的)初級輻射從目標的“反射”，而第二種技術是初級微波輻射“透射”通過該對象。圖6(a)示出如何采用“反射”技術，而圖6(b)示出如何采用“透射”技術。對于反射技術，以與平面構造類似的方式(即，基于反射微波的相位差)，執(zhí)行隱藏對象的探測。對于透射技術，微波信號將穿過隱藏電介質對象(如果存在)，并且因此，不發(fā)生微波反射。相反，與信號發(fā)射機相對地設立信號接收機/探測器，以便接收透射通過位于身體上或行李中的隱藏電介質對象發(fā)射的微波。如果穿過對象的波存在相位延遲，則通過測量相位延遲實現對象的探測和厚度計算。不基于透射技術構建3D MW圖像；相反，其簡單地測量穿過隱藏對象的微波的相位延遲(如果存在)。相位延遲由微波透射通過具有高介電常數(例如，對于爆炸材料，約為3)而導致。還應當注意，位于相對于檢查區(qū)域的不同角度的微波信號接收機和發(fā)射機組(例如，不直接垂直于移動目標的方向)越多將產生越準確且越多的信息結果。
[0054]在“橋門”構造中，探測算法采用來自兩種技術的處理數據。該系統(tǒng)能夠利用僅由兩種技術(透射或者反射)中的一種技術接收到的數據發(fā)出報警的信號，或者作為一種選擇，系統(tǒng)能夠利用普通報警器發(fā)送信號，這通過對兩個信號(如果對于兩種技術中的一種，存在一報警信號)應用的“或”邏輯確定。探測算法同時使用來自通過“反射”模式創(chuàng)建的一個或者幾個微波圖像的數據。在位于給定橋門單元的、相對于目標的移動方向的左側一半或者右側一半處的發(fā)射/接收天線發(fā)射/接收信號時，形成不同微波圖像。在位于不同塊(橋門單元的兩個半部)的發(fā)射/接收天線發(fā)射/接收信號時，形成交疊(crossover)微波圖像。當左側發(fā)射信號時，右側接收信號，反之亦然(請參見圖7)。
[0055]在分析時采用幾個微波圖像(從橋門的左側和右側以及從交疊圖像接收到的)允許目標(例如，人類)身體和隱藏對象的更多視角，提高了自動報警信號的準確性和探測速率。這樣，系統(tǒng)能夠探測僅從橋門的某一半(例如，目標的背側一半、側面一半和前側一半)不能看到的對象。在“橋門”構造中，探測算法允許在“反射”模式下同時探測位于目標的側面或者前面的對象，并且允許在“透射”模式下同時探測位于目標的背側或者前側的對象。在具有成對地位于相對于目標的移動方向的不同側(即，左側和右側)的兩倍數量的發(fā)射/接收天線陣列(請參見圖8)的“橋門”構造中，從不同視角和從所有側(前側、背側、左側和右偵D接收目標的圖像。探測算法允許在“反射”模式下探測位于身體的側面或者前側和背側的對象，而允許在“透射”模式下探測位于身體的前側/背側的對象。在這種情況下(請參考圖8)，單個圖像和交疊圖像的數量增大，因此自動報警信號的準確性和探測速率也提高。能夠探測隱藏在身體的任何地方的對象(即，偽3D全息圖像)。
[0056]在采用兩倍數量的發(fā)射機/接收機的“平面”構造中(其中第一和第二單元正在不同方向發(fā)射/接收微波輻射)，當目標朝向系統(tǒng)移動時，探測目標前側的危險對象，而在目標移動離開系統(tǒng)時，探測身體背側(例如，背包中)的對象。在這種“平面”構造中，同時從前側和背側執(zhí)行探測(請參見圖9)。
[0057]此外，可能存在一起且組合地采用兩種構造模式的情形(S卩，至少一個橋門構造和至少一個平面構造)。下面的兩個實施例提供如何能夠將平面模式系統(tǒng)與橋門模式系統(tǒng)組合以用于進一步探測的示例，但并不局限于此。
[0058]在“平面”構造中，對移動的人的身體上的危險對象執(zhí)行初級遠距離探測。將自動報警信號發(fā)送到“橋門”系統(tǒng)，該“橋門”系統(tǒng)利用兩種技術(反射和透射)，檢查檢查區(qū)域中的所有目標、或者僅檢查“平面”構造系統(tǒng)選出的這些目標。在這種情形中(對于各種裝備的示例請參見圖10和11)，危險對象探測的概率和準確性升高，并且錯誤報警率低。低錯誤報警率是非常重要的方面，尤其對于在具有大客流的公共交通設施或區(qū)域中運行的探測系統(tǒng)。高錯誤報警率將潛在地使公共交通樞紐完全不能運行，破壞公眾事件，等等。
[0059]在“橋門”構造中，利用兩種技術(反射和透射)，對隱藏在移動目標前側和背側的危險對象執(zhí)行初級探測。將自動報警信號發(fā)送到“平面”系統(tǒng)，該“平面”系統(tǒng)對檢查區(qū)域中的所有目標、或者僅對“橋門”系統(tǒng)選出的這些目標執(zhí)行次級(secondary)探測。在這種情形下(對于各種裝備的示例請參見圖10和11)，危險對象探測的概率和準確性也升高，并且類似地，錯誤報警率低。為了實現這種情形，在以“橋門”構造的系統(tǒng)后面，可以布置自動門、閘門、關卡等，以將人們劃分為兩個人流。第一人流可以包含第一系統(tǒng)在其上探測到危險對象的目標，并且將這些目標發(fā)送到采用另一種構造(“平面”或者“橋門”)用于進行次級檢查的第二系統(tǒng)。
[0060]當以“平面”和“橋門”構造的幾個系統(tǒng)同時在檢查區(qū)域的不同部分中(例如，在交通車站、或者公共事件入口)運行并且探測危險對象時，將自動報警信號發(fā)送到安全系統(tǒng)的中心控制板。與報警信號一起傳送響應設備的數量、照片/視頻圖像和懷疑目標的坐標。對于特定情況，系統(tǒng)能夠配備有特殊機械設備、門、旋轉門、關卡等，它們都能用于在發(fā)出報警的信號時自動阻擋懷疑目標/人、改變懷疑目標/人的路線、分離或者隔離懷疑目標/人。存在的都與一個控制與數據處理單元協調和連接的系統(tǒng)越多，能越有效地分布數據處理資源，并且探測的概率和準確性將越高，同時還能夠使錯誤報警最少。
[0061]在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，通過在附加接收機登記穿過可疑空間而沒有反射的Mff輻射的幅值和相位，將由發(fā)射機發(fā)射并且穿過可疑空間而沒有從兩層的任何反射的MW輻射用于改善該方法的準確性，其中穿過可疑空間的Mff輻射的幅值和相位用于確定穿過可疑空間的Mff輻射的光學長度、相比于穿過發(fā)射機與附加接收機之間的自由空間的Mff輻射的變化。
[0062]此外，根據本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選地包括附加MW接收機，該附加MW接收機登記穿過可疑空間和內層及外層而沒有反射的MW信號；并且，報警器被適配用于在附加接收機已經登記了進入的穿過可疑空間的MW信號的光學長度的增大(或者變化)的情況下，指示內層與外層之間可能存在隱藏電介質對象，光學長度的增大是因為在可疑空間中存在具有高介電常數的對象而導致的。
[0063]安全操作和輻射:本發(fā)明的總微波功率是2V/m(1GHz )，其比公共區(qū)域允許的微波功率(61 V/m)小30倍。
[0064]隱私問題:3D微波圖像的分辨率低，并且ATR不需要顯示3D圖像。為了自動形成報警信號(ATR)，操作員不需要手動查看顯示器上的2D/3D微波或視頻圖像。微波圖像分辨率例如約為4cm(相對于使用的頻率范圍)，并且，不可能顯示/記錄位于系統(tǒng)的操作區(qū)域中的人身體的任何部分。
[0065]系統(tǒng)分辨率:平面構造中的系統(tǒng)分辨率由平均頻率(13GHz)、到對象的距離以及給定孔徑的尺寸(例如，在不考慮孔徑合成的情況下，在距離為I米時，平面構造中的系統(tǒng)分辨率是4X4cm)確定。在垂直于第一邊界和第二邊界的方向上的系統(tǒng)分辨率由使用的頻率范圍(8 — 18GHz)的帶寬確定(例如，深度上的系統(tǒng)分辨率是I cm或者I.5cm) ο
[0066]出于說明和描述的目的提供了對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述。不旨在窮舉的、或使本發(fā)明局限于所公開的具體形式。顯然，許多修改和變型對于本領域技術人員將是顯而易見的。
[0067]本發(fā)明還涉及:
[0068]實施例1:一種用于揭露可疑空間中的隱藏電介質對象的方法，包括:
[0069]從Mff源朝向可疑空間發(fā)送微波(Mff)信號，該信號部分地在空氣與中間空間的外層之間的第一邊界上反射，信號的剩余部分幾乎全部在中間空間與人體之間的第二邊界上反射，
[0070]在Mff接收機接收從第一邊界和第二邊界反射回的Mff信號的第一和第二響應;該第一和第二響應信號是可疑人的第一和第二3D Mff圖像；
[0071]確定至少兩組兩個點之間的至少兩個光學路徑Pl和P2，其中Pl = (A2-A1)并且P2= (B2-B1);其中Al是第一Mff波束從第一邊界反射的點，而A2是同一第一波束從第二邊界反射的點，其中BI是第二MW波束從第一邊界反射的點，而B2是同一第二MW波束從第二邊界反射的點，
[0072 ]其中該光學路徑是微波輻射在中間空間的介質中的路徑；
[0073]如果Pl與P2之間的差因為B2與BI之間的中間空間中升高的介電常數而大于閾值，則確定在第一邊界與第二邊界之間存在隱藏電介質對象。
[0074]實施例2:實施例1的方法，其中該閾值約為Icm。
[0075]實施例3:實施例1或者2的方法，還包括:由第三和第四響應信號至少形成第三和第四3D MW圖像，其中從與第一和第二響應信號的角度不同的角度接收第三和第四響應信號;并且確定至少另外兩個光學路徑P3和P4，其中P3 = (C2-C1)，而P4=(D2-D1)，其中Cl是第三MW波束從第一邊界反射的點，而C2是同一第三波束從第一邊界反射的點，其中Dl是第四Mff波束從第一邊界反射的點，而D2是同一第四MW波束從第二邊界反射的點，因此，提高圖像質量并且增加用于確定存在隱藏電介質對象的信息。
[0076]實施例4:實施例1至3中的任何一項的方法，還包括通過以下步驟使用穿過中間空間而沒有從人體反射的Mff輻射:
[0077]登記在穿過中間空間而沒有從人體反射的MW輻射的幅值和相位；
[0078]如果所登記的信號中的相位延遲超過相位閾值，則確定存在隱藏電介質對象，該延遲因為通過具有增大的介電常數的中間空間而導致。
[0079]實施例5:實施例1至4中的任何一項的方法，還包括:形成可疑人的3D光學范圍圖像;在相同時間點，使3D光學范圍圖像與3D MW圖像同步；以及使3D光學范圍圖像與第一3DMff圖像疊加，因此，改善確定存在隱藏電介質對象的準確性。
[0080]實施例6:實施例1至5中的任何一項的方法，其中隱藏對象是爆炸材料或者其成分。
[0081 ]實施例7:實施例1至6中的任何一項的方法，其中所述Mff源具有包括多個頻率的頻
L曰O
[0082]實施例8:實施例1至7中的任何一項的方法，其中MW源掃描該區(qū)域，因此形成圖像。
[0083]實施例9:實施例1至8中的任何一項的方法，其中使用100個以上的MW源形成3D圖像。
[0084]實施例10:實施例1至9中的任何一項的方法，其中考慮到從可疑人反射的電磁場的幅值信息和相位信息，數字信號處理器(DSP)執(zhí)行相干處理，該相干處理計算3D Mff圖像。
[0085]實施例11:實施例1至10中的任何一項的方法，其中該方法用于揭露移動人群中隱藏的自殺式炸彈。
[0086]實施例12:實施例1至11中的任何一項的方法，其中該方法用于同時檢查至少兩個可疑人。
[0087]實施例13:實施例1至12中的任何一項的方法，其中可疑人以至少5km/小時的速度移動。
[0088]實施例14:一種用于揭露可疑區(qū)域中的隱藏電介質對象的系統(tǒng)，包括:
[0089]至少兩個微波(MW)源和至少一個MW接收機，用于形成可疑區(qū)域的3D MW圖像；
[0090]其中通過從MW源朝向可疑人發(fā)射MW信號，形成所述3D微波圖像，其中每個MW信號部分地從空氣與中間空間之間的第一邊界反射，而MW信號的剩余部分穿過中間空間，其中Mff信號的剩余部分幾乎全部從中間空間與可疑人的人體之間的第二邊界反射，其中所述MW接收機接收從所述第一和第二邊界反射的信號；
[0091]計算機/計算器，用于確定至少兩組兩個點之間的至少兩個光學路徑Pl和P2，其中Pl = (A2-A1)并且P2= (B2-B1);其中Al是第一MW波束從第一邊界反射的點，而A2是同一第一MW波束從第二邊界反射的點；其中BI是第二MW波束從第一邊界反射的點，而B2是同一第二Mff波束從第二邊界反射的點;其中該光學路徑是微波輻射在中間空間介質中的路徑；
[0092]以及報警器，用于當Pl與P2之間的差因為點B2與BI之間的中間空間中升高的介電常數而大于閾值時，指示在第一邊界與第二邊界之間可能存在隱藏電介質對象。
[0093]實施例15:實施例14的系統(tǒng)，還包括:
[0094]至少兩個相機，用于記錄可疑人的光學圖像并且形成可疑人的3D光學范圍圖像；
[0095]以及計算機，用于使3D光學圖像與從第一邊界反射的3DMW圖像在時間上同步和在數字空間中疊加，因此，改善確定第一邊界位置的準確性并且改進對隱藏對象的探測。
[0096]實施例16:實施例14或者15的系統(tǒng)，還包括:
[0097]附加MW接收機，用于登記穿過中間空間而沒有反射的MW信號；
[0098]以及報警器，用于在附加接收機已經登記了通過中間空間的進入Mff信號的相位延遲的情況下，指示在第一邊界與第二邊界之間可能存在隱藏電介質對象;該延遲是因為在中間空間中存在具有升高的介電常數的對象而導致的。
[0099]實施例17:實施例14至16中的任何一項的系統(tǒng)，其中隱藏對象是爆炸材料或者其成分。本發(fā)明的范圍旨在由所附權利要求及其等同物限定。
[0100]此外，在此使用單詞“示例”或“示例性”指用作示例、實例或者說明。無需將在此描述為“示例性”的任何方面或設計看作優(yōu)于或者好于其他方面或者設計。相反，使用單詞“示例”或者“示例性”旨在以具體方式說明概念。如本申請書中使用的，術語“或者”旨在指包含性“或”、而非排他性“或” O即，除非另有說明、或者根據上下文清楚的，否則，“X采用A或者B”旨在指自然的包含型置換(inclusive permutat1n)中的任何一個。即，如果X采用A;X采用B;或者X既采用A又采用B，則在上述實例中的任何一個中滿足“X采用A或者B”。此外，如本申請和所附權利要求書中使用的冠詞“一個”和“一”通常應當理解為指“一個或者多個”，除非另有說明或者從上下文明白指單數形式。
【主權項】
1.一種用于揭露可疑空間中的隱藏對象的方法，其中所述可疑空間位于內層與外層之間，所述方法包括: 從微波(MW)源朝向所述可疑空間發(fā)送MW信號，所述信號部分地在所述外層上反射，且部分地在所述內層上反射； 在Mff接收機接收從所述外層和所述內層反射回的MW信號的第一和第二響應，第一和第二響應信號對應于第一和第二3D Mff圖像，其中第一3D MW圖像對應于所述可疑空間的所述外層，并且第二3D Mff圖像對應于所述可疑空間的所述內層； 確定至少兩個距離Pl和P2，其中P1 = (A2-A1)并且P2=(B2-B1)，其中Al是第一 MW波束從所述外層反射的點，而A2是同一第一MW波束從所述內層反射的點，其中BI是第二MW波束從所述外層反射的點，而B2是同一第二MW波束從所述內層反射的點，其中Al和BI互相間隔開預定值S; 計算Pl與P2之間的差D; 將所述差D與預定閾值T進行比較； 如果所述差D大于所述閾值T，則進行指示。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述閾值T是在垂直于內層和外層的方向上的深度上的系統(tǒng)分辨率。3.根據權利要求1或者2所述的方法，還包括:由第三和第四響應信號確定至少第三和第四距離P3和P4，其中P3=(C2-C1)，而P4=(D2-D1)，其中Cl是第三MW波束從所述外層反射的點，而C2是同一第三波束從所述內層反射的點，其中Dl是第四MW波束從所述外層反射的點，而D2是同一第四Mff波束從所述內層反射的點。4.根據權利要求1至3中的任何一項所述的方法，其中通過在附加接收機登記由發(fā)射機發(fā)射并且穿過可疑空間而沒有從兩層反射的MW輻射的幅值和相位，穿過所述可疑空間而沒有反射的所述MW輻射用于改善所述方法的準確性，其中穿過所述可疑空間的所述MW輻射的幅值和相位用于確定穿過所述可疑空間的所述Mff輻射的光學長度、相對于穿過所述發(fā)射機與所述附加接收機之間的自由空間的Mff輻射的變化。5.根據權利要求1至4中的任何一項所述的方法，還包括:形成所述可疑空間的外層的3D光學圖像;使所述3D光學圖像與所述點A1、B1的位置同步，并且可選地與所述點Cl和Dl的位置同步;在所述3D光學圖像上確定對應于所述點Al、B1的點Al’、B1’、以及可選地確定對應于點Cl和Dl的點Cl，和Dl，；計算差Pl，= (Α2-Α1，)、P2，= (Β2-Β1，)，并且可選地計算Ρ3，=(C2-C1 ’)和Ρ4’ = (D2-D1 ’)；以及將值Pl與Pl ’、Ρ2與Ρ2’進行比較，并且可選地將Ρ3與Ρ3’以及Ρ4與Ρ4’進行比較。6.根據權利要求1至5中的任何一項所述的方法，其中所述隱藏對象是爆炸材料或者其成分。7.根據權利要求1至6中的任何一項所述的方法，其中所述Mff源具有包括多個頻率的頻4並L曰O8.根據權利要求1至7中的任何一項所述的方法，其中采用100個以上的Mff源。9.根據權利要求1至8中的任何一項所述的方法，其中數字信號處理器(DSP)考慮到從可疑空間反射的電磁場的幅值信息和相位信息，執(zhí)行相干處理，所述相干處理計算所述3D麗圖像。10.根據權利要求1至9中的任何一項所述的方法，其中所述方法用于揭露移動人群中隱藏的自殺式炸彈。11.根據權利要求1至10中的任何一項所述的方法，其中所述可疑空間靜止、或者正在以至少5km/h的平均步行速度移動。12.根據權利要求1至11中的任何一項所述的方法，其中所述可疑空間在人的身體與所述人的衣服之間、或者在人的衣服的兩層之間。13.根據權利要求1至12中的任何一項所述的方法，其中所述外層由空氣與人的外衣之間的邊界形成。14.一種用于揭露可疑空間中的電介質對象的系統(tǒng)，其中所述可疑空間位于內層與外層之間，所述系統(tǒng)包括: 至少兩個微波(MW)源和至少一個MW接收機，用于形成所述可疑空間的3D MW圖像，其中通過從所述MW源朝向所述可疑空間發(fā)射MW信號，形成所述3D微波圖像，其中每個MW信號部分地從所述外層反射，并且所述MW信號的剩余部分穿過所述可疑空間，其中所述MW信號的所述剩余部分部分地從所述內層反射，其中所述MW接收機接收所述外層和內層反射的信號； 計算機/計算器， 一被適配用于確定在至少兩組點之間的至少兩個距離Pl和P2，其中Pl = (A2-A1)并且P2 = (B2-B1)，Al是第一Mff波束從所述外層反射的點，而A2是同一第一MW波束從所述內層反射的點，其中BI是第二MW波束從所述外層反射的點，而B2是同一第二MW波束從所述內層反射的點，其中至少兩組兩個點互相間隔開預定值S;并且 一被適配用于計算Pl與P2之間的差D，并且將所述差D與預定閾值T進行比較；以及 報警器，被適配用于當Pl與P2之間的差大于閾值T時，指示在所述內層與所述外層之間可能有隱藏電介質對象。15.根據權利要求14所述的系統(tǒng)，還包括: 至少兩個相機，用于記錄所述可疑空間的光學圖像，并且被適配用于形成所述可疑空間的3D光學圖像；以及 計算機，被適配用于使所述3D光學圖像、與所述可疑空間的由所述至少兩個微波源和至少一個微波接收機形成的、從所述外層反射的所述3D MW圖像在時間上同步和在數字空間中疊加。16.根據權利要求14或者15所述的系統(tǒng)，還包括: 附加MW接收機，用于登記穿過所述可疑空間和所述內層及所述外層而沒有反射的MW信號；以及 報警器，被適配用于當所述附加接收機已經登記了穿過所述可疑空間的進入的Mff信號的光學長度的增大(或者變化)時指示在所述內層與所述外層之間可能有隱藏電介質對象，所述光學長度的增大是因為在所述可疑空間中存在具有升高的介電常數的對象而導致的。17.根據權利要求14至16中的任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述隱藏對象是爆炸材料或者其成分。
【文檔編號】G01V8/10GK105829920SQ201480068243
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】A.庫茲涅佐夫, V.埃弗亞諾夫, I.戈爾什科夫
【申請人】阿普斯泰克系統(tǒng)美國有限責任公司