RU2774941C2

RU2774941C2 - Device and method for inspecting a leg to detect carried concealed objects

Info

Publication number: RU2774941C2
Application number: RU2018136048A
Authority: RU
Inventors: Алессандро МАННЕСКИ
Original assignee: Алессандро МАННЕСКИ
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2022-06-24

Abstract

FIELD: computer technology.

SUBSTANCE: invention relates to the field of computer technology for inspecting a human leg. According to the invention, the effect is achieved by creating a device for inspecting a human leg, which contains: a support base configured to receive a human foot, two side panels configured to be located on each side of the human leg, means for positioning the foot and leg relative to the support base and panels, transducers in the form of microwave emitters/receivers located on each side panel opposite the opposite side panel, and means for analyzing signals detected by microwave receivers and corresponding to signals transmitted from one panel to the opposite panel and signals emanating from one panel and reflected to that the same panel.

EFFECT: increasing the reliability of detecting targets that can be discreetly placed in shoes or on a person's leg.

15 cl, 7 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к детекторам, предназначенным для обнаружения объектов или материалов, которые не разрешено проносить в зону контролируемого доступа.The invention relates to detectors designed to detect objects or materials that are not allowed to be brought into a controlled access area.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время представляется необходимым с высокой надежностью контролировать попытки внести в контролируемую зону или вынести из нее определенные объекты, не исчерпывающими примерами которых являются взрывчатые материалы.At present, it seems necessary to control with high reliability attempts to bring certain objects into or out of a controlled area, not an exhaustive example of which are explosive materials.

Данная проблема охватывает очень широкий набор ситуаций, который включает (не ограничиваясь ими) попытки вноса объектов в контролируемую зону, такую как магазин, школа, железнодорожная станция, общественное или даже частное помещение, или попытки вынести объекты за пределы определенного периметра, например кражи из компании или в защищенной зоне.This problem covers a very wide range of situations, which includes (but is not limited to) attempts to bring objects into a controlled area, such as a store, school, railway station, public or even private premises, or attempts to move objects outside a certain perimeter, such as theft from a company or in a protected area.

В последние годы были разработаны сканеры тела, чтобы обнаруживать оружие, взрывчатку и другие предметы, спрятанные под одеждой людей, входящих в контролируемую зону. Все эти системы используют технологии, основанные на детектировании излучения, модулируемого или испускаемого телами инспектируемых людей. Излучения, используемые для этой цели, включают рентгеновское излучение, излучение в микроволновом, миллиметровом или терагерцовом диапазоне, инфракрасное излучение и ультразвук.In recent years, body scanners have been developed to detect weapons, explosives and other items hidden under the clothes of people entering a controlled area. All of these systems use technologies based on the detection of radiation modulated or emitted by the bodies of the people being inspected. Radiations used for this purpose include X-rays, microwave, millimeter or terahertz radiation, infrared radiation and ultrasound.

Несмотря на использование различных типов излучения и различных схем получения изображения, принцип всех этих сканеров тела состоит в создании электронного изображения человека, одежда которого представляется прозрачной. Затем данное изображение отображается на мониторе и рассматривается оператором, который определяет, проносит ли человек целевой объект. Для этого оператор, прошедший специальную подготовку для детектирования целевых объектов, должен быть способен определять, соответствуют ли объекты, идентифицированные сканером тела, анатомии человека, разрешенным объектам (таким как зажигалка, платок или другие подобные предметы) или целевому объекту, такому как оружие или взрывчатое вещество.Despite the use of different types of radiation and different imaging schemes, the principle of all these body scanners is to create an electronic image of a person whose clothing appears to be transparent. This image is then displayed on a monitor and viewed by the operator, who determines if the person is carrying the target. To do this, an operator specially trained in target detection must be able to determine whether the objects identified by the body scanner correspond to human anatomy, legal objects (such as a lighter, handkerchief, or other similar items), or a target object, such as a weapon or explosive. substance.

В настоящее время имеют место случаи, когда люди, которые пытаются обманным путем вынести объект за пределы контролируемой зоны или внести в нее такой объект, используют обувь, чтобы скрыть проносимый объект. Представляется, что такие действия в значительной степени связаны с тем обстоятельством, что эту зону трудно контролировать визуально или прощупыванием.Currently, there are cases where people who are trying to fraudulently remove an object from the controlled area or bring such an object into it, use shoes to hide the carried object. It seems that such actions are largely due to the fact that this area is difficult to control visually or by palpation.

При этом представляется, что известные сканеры тела неспособны обнаруживать объекты, проносимые таким способом. С одной стороны, шумы, генерируемые инфраструктурами, связанными с полом, создают помехи обнаружению посредством сканеров тела. Поэтому сканеры тела обычно анализируют только часть тела, находящуюся на определенном расстоянии от пола. С другой стороны, возможности обнаружения посредством обычных сканеров тела ограничивает имеющая существенную толщину верхняя часть туфли или ботинка, которая действует как экран, так что современные технологии не позволяют определить форму стопы и, следовательно, идентифицировать целевые объекты.However, known body scanners appear to be unable to detect objects carried in this way. On the one hand, noises generated by floor-related infrastructures interfere with detection by body scanners. Therefore, body scanners usually only analyze the part of the body that is a certain distance from the floor. On the other hand, the detection capabilities of conventional body scanners are limited by the substantial thickness of the upper part of the shoe or boot, which acts as a screen, so that current technologies do not allow the shape of the foot to be determined and hence the identification of targets.

Именно поэтому некоторые операторы, в попытке улучшить качество инспекции, требуют от людей, желающих войти или выйти из контролируемой зоны, снять обувь. Такое требование создает серьезные ограничения и дискомфорт.That is why some operators, in an attempt to improve the quality of the inspection, require people who wish to enter or leave the controlled area to take off their shoes. This requirement creates serious restrictions and discomfort.

В связи с этим заявителем было разработано устройство, содержащее рамку. Рамка содержит опорное основание, образованное прямоугольной пластиной в форме ступеньки, на верхней плоской поверхности которой сформированы профиль в форме отпечатка подошвы и ограничитель, предназначенные для приема и позиционирования одной обутой ступни человека. Рамка содержит также две симметричные боковые панели, в которых размещены средства обнаружения, и информационный модуль.In this regard, the applicant has developed a device containing a frame. The frame contains a support base formed by a rectangular plate in the form of a step, on the upper flat surface of which a profile in the form of a sole imprint and a limiter are formed, designed to receive and position one shod human foot. The frame also contains two symmetrical side panels, which contain detection tools, and an information module.

Примеры этого устройства раскрыты в документах FR 2860631, ЕР 1574879, FR 2889338 и FR 2911212.Examples of this device are disclosed in FR 2860631, EP 1574879, FR 2889338 and FR 2911212.

Средства обнаружения, описанные в указанных документах, могут быть образованы обмотками для обнаружения металлов; средствами отбора проб в виде всасывающих сопел, обеспечивающих анализ пара или следов частиц, например наркотиков или взрывчатых веществ; средствами анализа, основанными на ядерно-магнитном резонансе и содержащими, например, катушки Гельмгольца, или средствами анализа суммарного импеданса, или устройствами обнаружения радиоактивного излучения.The detection means described in these documents may be formed by coils for detecting metals; sampling means in the form of suction nozzles, providing analysis of vapor or trace particles, such as drugs or explosives; means of analysis based on nuclear magnetic resonance and containing, for example, Helmholtz coils, or means of analysis of the total impedance, or devices for detecting radioactive radiation.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы предложить новое средство обнаружения для повышения надежности обнаружения целевых объектов, которые могут быть скрытно размещены в обуви или на ноге человека.The problem solved by the invention is to propose a new detection means to increase the reliability of detection of target objects that can be discreetly placed in a person's shoe or leg.

Конкретная задача изобретения состоит в том, чтобы предложить средство обнаружения, эффективное независимо от того, в каком именно месте или местах на ноге человека закреплен скрываемый объект (скрываемые объекты): на голени (в частности на ее передней, задней, наружной боковой или внутренней боковой части).The specific objective of the invention is to provide a means of detection that is effective no matter in which particular place or places on the leg of a person the hidden object (s) is fixed: on the lower leg (in particular on its front, back, outer lateral or inner lateral parts).

Согласно изобретению эти задачи решены созданием устройства для инспектирования ноги человека, которое содержит:According to the invention, these problems are solved by creating a device for inspecting a human leg, which contains:

- опорное основание, сконфигурированное для приема стопы человека,a support base configured to receive a human foot,

-две боковые панели, сконфигурированные с возможностью расположения с каждой стороны ноги человека,-two side panels configured to be positioned on each side of a person's leg,

- средства позиционирования стопы и ноги относительно опорного основания и панелей,- means for positioning the foot and leg relative to the supporting base and panels,

- преобразователи в форме микроволновых излучателей/приемников, размещенные на каждой боковой панели напротив противолежащей боковой панели, и- transducers in the form of microwave emitters/receivers placed on each side panel opposite the opposite side panel, and

- средства анализа сигналов, детектированных посредством микроволновых приемников и соответствующих сигналам, переданным от одной панели к противолежащей панели, и сигналам, исходящим из одной панели и отраженным к той же панели.means for analyzing signals detected by microwave receivers and corresponding to signals transmitted from one panel to the opposite panel, and signals originating from one panel and reflected to the same panel.

Изобретение относится также к способу обнаружения, посредством данного устройства, скрываемых объектов, проносимых на ноге человека.The invention also relates to a method for detecting, by means of this device, hidden objects carried on a person's leg.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Другие свойства, решаемые задачи и преимущества изобретения станут более понятны из нижеследующего подробного описания и прилагаемых чертежей, соответствующих неограничивающим примерам.Other features, objectives and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, corresponding to non-limiting examples.

На фиг. 1 представлено перспективное изображение устройства по изобретению.In FIG. 1 is a perspective view of a device according to the invention.

Фиг. 2 иллюстрирует то же устройство, а также схематично иллюстрирует позиционирование в устройстве нижней части ноги человека.Fig. 2 illustrates the same device and also schematically illustrates the positioning in the device of the human lower leg.

На фиг. 3 устройство по изобретению схематично иллюстрируется в продольном вертикальном разрезе.In FIG. 3 the device according to the invention is schematically illustrated in a longitudinal vertical section.

Фиг. 4а схематично иллюстрирует, в разрезе горизонтальной плоскостью, испускание микроволн (СВЧ-излучения) от одной панели в направлении противолежащей панели, когда между двумя панелями находится объект, непроницаемый для микроволн, тогда как фиг. 4b, 4с, 4d, 4е, 4f схематично иллюстрируют сигналы, принятые приемниками на второй панели и зависящие от положения приемников относительно объекта.Fig. 4a schematically illustrates, in a horizontal plane section, the emission of microwaves (microwave radiation) from one panel towards the opposite panel when a microwave-impermeable object is placed between the two panels, while FIG. 4b, 4c, 4d, 4e, 4f schematically illustrate the signals received by the receivers on the second panel and depending on the position of the receivers relative to the object.

Фиг. 5а схематично иллюстрирует, на виде в плане, испускание/прием микроволн, когда между двумя панелями введена нога, тогда как фиг. 5b и 5с схематично иллюстрируют соответственно сигнал, прошедший, без задержки и без ослабления, через зону нахождения ноги, и сигнал, отраженный ногой.Fig. 5a schematically illustrates, in plan view, the emission/reception of microwaves when a foot is inserted between two panels, while FIG. 5b and 5c schematically illustrate, respectively, a signal transmitted, without delay and without attenuation, through the foot zone and a signal reflected by the foot.

Фиг. 6а схематично иллюстрирует, на виде в плане, испускание/прием микроволн, когда между двумя панелями введена нога, на боковой поверхности которой закреплен скрываемый объект, тогда как фиг. 6b схематично иллюстрирует сигнал, отраженный этим объектом.Fig. 6a schematically illustrates, in plan view, the emission/reception of microwaves when a leg is inserted between two panels, on the side surface of which the concealed object is fixed, while FIG. 6b schematically illustrates the signal reflected by this object.

Фиг. 7а схематично иллюстрирует, на виде в плане, испускание/прием микроволн, когда между двумя панелями введена нога, на передней поверхности которой закреплен скрываемый объект, тогда как фиг. 7b схематично иллюстрирует сигнал, прошедший через этот объект и характеризующийся определенной задержкой и ослаблением.Fig. 7a schematically illustrates, in plan view, the emission/reception of microwaves when a leg is inserted between two panels, on the front surface of which the concealed object is fixed, while FIG. 7b schematically illustrates a signal that has passed through this object and is characterized by a certain delay and attenuation.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Прилагаемые чертежи иллюстрируют устройство по изобретению, содержащее рамку 100, которая содержит:The accompanying drawings illustrate the device according to the invention, containing the frame 100, which contains:

- опорное основание 110, сконфигурированное для приема стопы человека и образованное прямоугольной пластиной в форме ступеньки, на верхней плоской поверхности которой сформированы маркер (профиль) 112 и ограничитель (упор) 114, предназначенные для приема и позиционирования одной обутой ступни человека;- a support base 110 configured to receive a human foot and formed by a rectangular plate in the form of a step, on the upper flat surface of which a marker (profile) 112 and a stop (stop) 114 are formed, designed to receive and position one shod human foot;

- две симметричные боковые панели 120, которые сконфигурированы с возможностью расположения с каждой стороны ноги человека и в которых размещены средства обнаружения, и- two symmetrical side panels 120, which are configured to be located on each side of the human leg and which contain the detection means, and

- информационный модуль 130.- information module 130.

Устройство, проиллюстрированное на чертежах, может соответствовать по своей геометрии, размерам, выполнению позиционирующего маркера 112, ограничителя 114, характеру сообщений, выводимых на модуль 130, и рекомендациям, изложенным в упомянутых документах FR 2860631, ЕР 1574879, FR 2889338 и FR 2911212.The device illustrated in the drawings may correspond in its geometry, dimensions, execution of the positioning marker 112, the limiter 114, the nature of the messages output to the module 130, and the recommendations set forth in the mentioned documents FR 2860631, EP 1574879, FR 2889338 and FR 2911212.

Как было отмечено выше, устройство по изобретению содержит также:As noted above, the device according to the invention also contains:

- средство 140 позиционирования колена человека относительно опорного основания 110 и панелей 120,- means 140 for positioning the human knee relative to the support base 110 and panels 120,

- преобразователи 200 в форме микроволновых излучателей/приемников, размещенные на каждой боковой панели 120 напротив противолежащей боковой панели, и- transducers 200 in the form of microwave emitters/receivers placed on each side panel 120 opposite the opposite side panel, and

- средства 300 анализа сигналов, детектированных посредством микроволновых приемников и соответствующих сигналам, переданным от панели 120 к противолежащей панели, и сигналам, исходящим из одной панели 120 и отраженным к той же панели.means 300 for analyzing signals detected by microwave receivers and corresponding to signals transmitted from a panel 120 to an opposing panel and signals originating from one panel 120 and reflected to the same panel.

Средство 140 позиционирования колена предпочтительно выполнено в форме поперечины 142, соединяющей внутренние поверхности двух боковых панелей 120 на высоте примерно 40 см.The knee positioning means 140 is preferably in the form of a crossbar 142 connecting the inner surfaces of the two side panels 120 at a height of about 40 cm.

Микроволновые преобразователи 200 предпочтительно представляют собой группу микроволновых излучателей/приемников, расположенных на каждой панели 120 в форме матрицы из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. Как показано на фиг. 1, 2 и 3, такая матрица предпочтительно состоит из пяти горизонтальных строк (рядов), в каждой (в каждом) из которых имеются три микроволновых преобразователя.The microwave transducers 200 are preferably a group of microwave emitters/receivers located on each panel 120 in the form of a matrix of horizontal rows and vertical columns. As shown in FIG. 1, 2 and 3, such a matrix preferably consists of five horizontal rows (rows), each (in each) of which there are three microwave transducers.

В качестве неограничивающих примеров, горизонтальный зазор между двумя преобразователями 200 в одном ряду составляет около 75 мм, вертикальный зазор между двумя рядами преобразователей 200 составляет около 55 мм, самый верхний ряд преобразователей 200 расположен на расстоянии примерно 350 мм над поверхностью опорного основания 110.As non-limiting examples, the horizontal gap between two transducers 200 in one row is about 75 mm, the vertical gap between two rows of transducers 200 is about 55 mm, the topmost row of transducers 200 is located at a distance of about 350 mm above the surface of the support base 110.

Каждый микроволновый преобразователь 200 предпочтительно снабжен фокусирующим конусом 202. Выходной конец каждого фокусирующего конуса 202 предпочтительно расположен на расстоянии 130 мм от вертикальной медианной плоскости устройства.Each microwave transducer 200 is preferably provided with a focusing cone 202. The exit end of each focusing cone 202 is preferably located 130 mm from the vertical median plane of the device.

Преобразователи 200 предпочтительно функционируют в интервале частот 5-30 ГГц, предпочтительно 12-20 ГГц.The transducers 200 preferably operate in the 5-30 GHz frequency range, preferably 12-20 GHz.

Преобразователи 200, находящиеся на панели 120, например 15 преобразователей, распределенных по 5 вертикальным столбцам по 3 преобразователя в столбце, расположены коаксиально с соответствующими преобразователями, находящимися на противолежащей панели 120.Transducers 200 located on panel 120, for example 15 transducers arranged in 5 vertical columns with 3 transducers per column, are arranged coaxially with the corresponding transducers located on the opposite panel 120.

Каждый преобразователь 200 может функционировать, под управлением средств 300, альтернативно как излучатель или приемник или как излучатель и приемник.Each transducer 200 may operate, under the control of means 300, alternatively as an emitter or receiver, or both an emitter and a receiver.

Каждый излучатель предпочтительно сконфигурирован для испускания микроволн в направлении коаксиального с ним приемника на противолежащей панели 120, а также в направлении преобразователей, смежных с этим противолежащим коаксиальным приемником 200.Each emitter is preferably configured to emit microwaves in the direction of a receiver coaxial with it on the opposite panel 120, as well as in the direction of transducers adjacent to this opposite coaxial receiver 200.

Аналогично, каждый приемник предпочтительно сконфигурирован для приема излучения от коаксиального с ним излучателя, расположенного на противолежащей панели 120, а также от преобразователей, смежных с этим противолежащим коаксиальным излучателем.Similarly, each receiver is preferably configured to receive radiation from a radiator coaxial with it located on the opposite panel 120, as well as from transducers adjacent to this opposite coaxial radiator.

Как проиллюстрировано на фиг. 4, если объект X, состоящий из вещества, непроницаемого для микроволн и закрепленный на голени человека, находится напротив матрицы преобразователей 200, пучки излучения, проходящие от излучателя 200Тх, находящегося на первой панели 120, в направлении одного или более приемников 200Rx, находящихся на противолежащей второй панели 120, которые не перекрыты объектом X, падают на приемники с небольшой задержкой t_DREF, обусловленной прохождением по воздуху, без заметного уменьшения амплитуды (см. фиг. 4b, 4е и 4f).As illustrated in FIG. 4, if an object X, consisting of a microwave-impervious substance attached to a human shin, is placed opposite the array of transducers 200, beams of radiation passing from the emitter 200Tx located on the first panel 120 towards one or more receivers 200Rx located on the opposite the second panels 120, which are not covered by object X, fall on the receivers with a small airborne delay t _DREF without any noticeable decrease in amplitude (see FIGS. 4b, 4e and 4f).

Однако пучки, излучаемые излучателем 200Тх в направлении объекта X, прерываются объектом и не достигают противолежащего приемника 200Rx (фиг. 4с и 4d).However, the beams emitted by the emitter 200Tx in the direction of the object X are interrupted by the object and do not reach the opposite receiver 200Rx (FIGS. 4c and 4d).

С учетом этого управление парами излучатель/приемник 200Tx/200Rx и анализ сигналов, формируемых приемником 200Rx, позволяет обнаружить присутствие на ноге человека объекта X, непроницаемого для микроволн.With this in mind, the control of the 200Tx/200Rx emitter/receiver pairs and the analysis of the signals generated by the 200Rx receiver makes it possible to detect the presence of an object X impervious to microwaves on a person's leg.

Как это иллюстрируется фиг. 5, нога человека, вследствие существенного содержания в ней воды, почти полностью отражает микроволны.As illustrated in FIG. 5, the human foot, due to its significant water content, reflects microwaves almost completely.

Как это следует из фиг. 5b, пучки, проходящие от излучателя 200Тх, находящегося на первой панели 120, в направлении одного или более приемников 200Rx, находящихся на противолежащей второй панели 120, которые не перекрыты ногой, достигают противолежащих приемников почти без задержки и без заметного ослабления амплитуды.As it follows from FIG. 5b, beams traveling from a transmitter 200Tx located on a first panel 120 towards one or more receivers 200Rx located on an opposite second panel 120 that are not footed reach the opposite receivers with almost no delay and no noticeable amplitude attenuation.

Однако пучки, излученные излучателем 200Тх в направлении ноги, отражаются ею в направлении того же излучателя, функционирующего как приемник, с задержкой, равной 2*d/c, где d - расстояние между излучателем и ногой, с - скорость микроволн в воздухе (см. фиг. 5с).However, the beams emitted by the 200Tx emitter in the direction of the leg are reflected by it in the direction of the same emitter, functioning as a receiver, with a delay equal to 2*d/c, where d is the distance between the emitter and the leg, c is the speed of microwaves in the air (see Fig. Fig. 5c).

На фиг. 6 иллюстрируется функционирование устройства для обнаружения скрываемого объекта Х1, закрепленного на боковой стороне голени человека.In FIG. 6 illustrates the operation of a concealed object detection device X1 attached to the side of a person's lower leg.

В этом случае пучки, испущенные излучателем 200Тх, находящимся на первой панели 120, в направлении одного или более приемников 200Rx, находящихся на противолежащей второй панели 120 и не перекрытых ногой, достигают противолежащих приемников почти без задержки и без заметного уменьшения амплитуды (см. фиг. 5b).In this case, the beams emitted by the emitter 200Tx, located on the first panel 120, towards one or more receivers 200Rx, located on the opposite second panel 120 and not blocked by a foot, reach the opposite receivers with almost no delay and without a noticeable decrease in amplitude (see Fig. 5b).

Однако пучки, испущенные излучателями 200Тх в направлении объекта Х1, отражаются на одной стороне наружной поверхностью объекта Х1, а на другой стороне ногой в направлении излучателя, функционирующего также, как приемник (см. фиг. 6b).However, the beams emitted by the emitters 200Tx in the direction of the object X1 are reflected on one side by the outer surface of the object X1, and on the other side with a foot in the direction of the emitter, which also functions as a receiver (see Fig. 6b).

Как показано на фиг. 6b, в этом случае приемники 200Rx последовательно принимают, с различными задержками, два сигнала, первый из которых обусловлен отражением от вещества Х1, а второй - отражением от ноги.As shown in FIG. 6b, in this case, the receivers 200Rx sequentially receive, with different delays, two signals, the first of which is due to the reflection from the substance X1, and the second is due to the reflection from the leg.

Тесты, проведенные автором изобретения, показали, что, как правило, амплитуда второго эхо-сигнала больше, чем у первого эхо-сигнала, поскольку вещество Х1 имеет довольно низкую отражательную способность.Tests carried out by the inventor have shown that, as a rule, the amplitude of the second echo is greater than that of the first echo, since the substance X1 has a rather low reflectivity.

Сопоставительный анализ сигналов типа проиллюстрированных на фиг. 5b, 5с и 6b позволяет обнаружить скрываемый объект, закрепленный на боковой стороне голени.Comparative analysis of signals of the type illustrated in FIG. 5b, 5c and 6b allows detection of a concealed object attached to the lateral side of the lower leg.

Фиг. 7 иллюстрирует функционирование устройства при обнаружении скрываемого объекта Х2, закрепленного на передней стороне голени.Fig. 7 illustrates the operation of the device upon detection of a hidden object X2 attached to the front side of the lower leg.

В этом случае также, подобно тому, как это показано на фиг. 5b, пучки, прошедшие от излучателя 200Тх, находящегося на первой панели 120, в направлении одного или более приемников 200Rx, находящихся на противолежащей, второй панели 120, и не перекрытые ногой, достигают противолежащих приемников почти без задержки и без заметного уменьшения амплитуды.In this case also, just as shown in FIG. 5b, beams that have traveled from a 200Tx transmitter on a first panel 120 towards one or more 200Rx receivers on an opposite second panel 120, and not blocked by a foot, reach the opposite receivers with almost no delay and no noticeable decrease in amplitude.

В то же время пучки, испущенные излучателем 200Тх в направлении объекта Х2 и не перекрытые ногой, достигают противолежащих приемников, находящихся на противолежащей панели, с задержкой и ослаблением, вносимыми веществом Х2.At the same time, the beams emitted by the 200Tx emitter in the direction of the X2 object and not blocked by the foot reach the opposite receivers located on the opposite panel, with a delay and attenuation introduced by the X2 substance.

Сопоставительный анализ сигналов типа проиллюстрированных на фиг. 5b, 5с и 7b позволяет обнаружить скрываемый объект, закрепленный на передней (или на задней) стороне голени.Comparative analysis of signals of the type illustrated in FIG. 5b, 5c and 7b allows detection of a concealed object attached to the front (or back) side of the lower leg.

В результате рассмотрения данного описания специалисту будет понятно, что изобретение позволяет обнаруживать неметаллические скрываемые объекты, например взрывчатые вещества или наркотики, переносимые на нижней части ноги, путем детектирования задержки и амплитуды микроволновых сигналов, прошедших сквозь подобное вещество и/или отраженных им, а также ногой.As a result of a review of this description, it will be clear to a person skilled in the art that the invention allows the detection of non-metallic hidden objects, for example, explosives or drugs carried on the lower leg, by detecting the delay and amplitude of microwave signals transmitted through and/or reflected by such a substance, as well as by the foot .

Матрица преобразователей 200 предпочтительно сконфигурирована так, чтобы перекрыть всю нижнюю часть ноги между икрой и коленом, а средства 300 анализа производят сравнение сигналов, прошедших, с отражением или без отражения, с референтными значениями, соответствующими прохождению сигналов по воздуху, и/или сигналам, отраженным от ноги, не несущей скрываемого объекта.The array of transducers 200 is preferably configured to cover the entire lower leg between the calf and knee, and the analysis means 300 compares transmitted signals, with or without reflection, to reference values corresponding to airborne and/or reflected signals. from a leg not carrying a concealed object.

Средства 300 анализа сконфигурированы для генерирования тревожного сигнала при детектировании существенного (превосходящего пороговое значение) отличия от референтных значений (t_DREF, A_DREF).The analysis means 300 are configured to generate an alarm when a significant (greater than a threshold) difference from the reference values (t _DREF , A _DREF ) is detected.

Позиционирование ноги на маркере 112 и правильное позиционирование колена, упирающегося в поперечину 142, может контролироваться предназначенными для этого оптическими датчиками, размещенными на панели 120.The position of the leg on the marker 112 and the correct position of the knee resting against the bar 142 can be controlled by dedicated optical sensors located on the panel 120.

Средства 300 анализа согласно изобретению предпочтительно сконфигурированы для выполнения по меньшей мере одной из следующих операций (функций), предпочтительно в комбинации со всеми другими из следующих операций:The analysis means 300 according to the invention are preferably configured to perform at least one of the following operations (functions), preferably in combination with all other of the following operations:

- измерение задержки и амплитуды микроволн, прошедших напрямую между каждой парой, образованной коаксиальными излучателем 200Тх и приемником 200Rx, находящимися на двух противолежащих панелях 120;- measurement of delay and amplitude of microwaves passing directly between each pair formed by coaxial emitter 200Tx and receiver 200Rx located on two opposite panels 120;

- измерение задержки и амплитуды микроволн, прошедших под острым углом к одной из осей панели между каждым излучателем 200Тх, находящимся на одной панели 120, и приемниками 200Rx, расположенными по обе стороны от приемника, находящегося на противолежащей панели 120 коаксиально с излучателем;- measurement of the delay and amplitude of microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel between each emitter 200Tx located on the same panel 120 and receivers 200Rx located on both sides of the receiver located on the opposite panel 120 coaxially with the emitter;

- измерение задержки и амплитуды микроволн, испущенных каждым преобразователем 200 в форме излучателя/приемника и отраженных в направлении того же преобразователя, образующего приемник 200Rx, или в направлении приемников 200Rx, расположенных по обе стороны от указанного преобразователя, ногой или скрываемым объектом, зафиксированным на ноге или вокруг нее;- measurement of the delay and amplitude of the microwaves emitted by each transducer 200 in the form of an emitter/receiver and reflected towards the same transducer forming a receiver 200Rx, or towards receivers 200Rx located on either side of said transducer, by the leg or a concealed object fixed on the leg or around it;

- детектирование присутствия двойного эхо-сигнала, соответствующего микроволнам, отраженным скрываемым объектом и ногой;- detection of the presence of a double echo corresponding to microwaves reflected by the hidden object and the foot;

- сравнение микроволн, прошедших напрямую, с референтным значением для прохождения через воздух, и генерирование тревожного сигнала в случае детектирования задержки, превышающей пороговое значение, и сигнала с амплитудой, соответствующей веществам, вносящим задержку и ослабляющим микроволны;- comparing directly transmitted microwaves with a reference value for passing through air, and generating an alarm signal if a delay exceeding a threshold value is detected and a signal with an amplitude corresponding to substances that introduce a delay and attenuate the microwaves;

- сравнение микроволн, прошедших напрямую, с микроволнами, дошедшими до смежных преобразователей, и генерирование тревожного сигнала в случае детектирования превышающего пороговое значение различия между соответствующими сигналами (что указывает на присутствие неметаллического вещества, непроницаемого для микроволн);- comparing microwaves transmitted directly with microwaves reaching adjacent transducers, and generating an alarm if a difference between the respective signals exceeding a threshold is detected (indicating the presence of a non-metallic substance impervious to microwaves);

- сравнение микроволн, прошедших под острым углом к одной из осей панели, с референтным значением для прохождения через воздух, и генерирование тревожного сигнала в случае детектирования задержки, превышающей пороговое значение, и сигнала с амплитудой, соответствующей веществам, вносящим задержку и ослабляющим микроволны;- comparing microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel with a reference value for passing through air, and generating an alarm signal in case of detection of a delay exceeding the threshold value and a signal with an amplitude corresponding to substances that introduce a delay and attenuate microwaves;

- сравнение микроволн, прошедших под острым углом к одной из осей панели, со смежными микроволнами, прошедшими напрямую, и генерирование тревожного сигнала в случае детектирования превышающих пороговое значение различий между соответствующими сигналами (такое детектирование указывает на присутствие неметаллического вещества, непроницаемого для микроволн);- comparing microwaves that have passed at an acute angle to one of the axes of the panel with adjacent microwaves that have passed directly, and generating an alarm signal in case of detection of differences between the corresponding signals exceeding a threshold value (such detection indicates the presence of a non-metallic substance impervious to microwaves);

- сравнение детектированного двойного эхо-сигнала со значением для прохождения через воздух и генерирование тревожного сигнала в случае детектирования превышающей пороговое значение задержки между пиками двух эхо-сигналов с амплитудами, превышающими пороговое значение (первый эхо-сигнал соответствует веществу, которое отражает часть волны, а второй эхо-сигнал соответствует веществу, вносящему задержку и поглощающему неотраженный сигнал).- comparing the detected double echo signal with the value for passing through air and generating an alarm signal in case of detecting a delay exceeding the threshold value between the peaks of two echo signals with amplitudes exceeding the threshold value (the first echo signal corresponds to a substance that reflects part of the wave, and the second echo corresponds to the delaying material which absorbs the non-reflected signal).

Описанное устройство по изобретению может быть дополнено вспомогательным оборудованием, например средствами, формирующими металлодетектор, использующий обмотки, интегрированные в боковые панели 120, и/или средствами для отбора проб и анализа веществ, пара или следов частиц, и/или средствами анализа по методу ядерно-магнитного резонанса, средствами анализа суммарного импеданса и/или средствами обнаружения радиоактивного излучения.The described device according to the invention can be supplemented with auxiliary equipment, for example, means for forming a metal detector using windings integrated in the side panels 120, and/or means for sampling and analyzing substances, vapor or trace particles, and/or means for analysis by the method of nuclear magnetic resonance, means for analyzing the total impedance and / or means for detecting radioactive radiation.

Такие средства сами по себе в принципе известны и поэтому в данном описании подробно не рассматриваются.Such means are known per se in principle and are therefore not discussed in detail in this description.

Описанное устройство по изобретению может быть также дополнено средствами, которые будут описаны далее и которые раскрыты в патентных заявках Франции FR 1653385, FR 1655726 и FR 1655729. Эти средства могут быть интегрированы в основание 110 и/или в боковые панели 120.The device according to the invention described can also be supplemented with means which will be described later and which are disclosed in French patent applications FR 1653385, FR 1655726 and FR 1655729. These means can be integrated in the base 110 and/or in the side panels 120.

Таким образом, устройство 100 может содержать:Thus, device 100 may include:

- микроволновые излучающие/приемные средства 400 (например функционирующие в интервале частот 5-30 ГГц, предпочтительно в интервале 12 ГГц-20 ГГц), предпочтительно интегрированные в основание каждой боковой панели 120 и распределенные по длине опорного основания 110 (эти микроволновые излучающие средства и микроволновые приемные средства размещены соответственно по разные стороны от подошвы обуви, помещаемой в устройство, и предпочтительно сконфигурированы для детектирования приемными средствами сигнала, поступающего от противолежащих излучающих средств, а также сигнала, поступающего от излучающих средств, смещенных относительно приемных средств и расположенных на том же вертикальном уровне или на разных уровнях);- microwave emitting/receiving means 400 (for example, operating in the frequency range of 5-30 GHz, preferably in the range of 12 GHz-20 GHz), preferably integrated into the base of each side panel 120 and distributed along the length of the support base 110 (these microwave emitting means and microwave the receiving means are placed respectively on opposite sides of the sole of the shoe to be placed in the device, and are preferably configured to detect by the receiving means a signal coming from opposite emitting means, as well as a signal coming from emitting means that are displaced relative to the receiving means and located at the same vertical level or at different levels)

- средства 400 для измерения ширины элемента, в типичном варианте подошвы, помещенной между микроволновыми излучателем 400 и приемником 400;means 400 for measuring the width of an element, typically a sole, placed between the microwave transmitter 400 and receiver 400;

- средства 300 анализа по меньшей мере одного из следующих параметров: длительности прохождения излучения между микроволновыми излучателем 400 и приемником 400 и амплитуды сигнала, переданного от излучателя к приемнику 400, и- means 300 for analyzing at least one of the following parameters: the duration of the passage of radiation between the microwave emitter 400 and the receiver 400 and the amplitude of the signal transmitted from the emitter to the receiver 400, and

- средства нормализации результатов анализа относительно стандартного значения ширины, определенного с помощью средства для измерения ширины.means for normalizing the results of the analysis with respect to a standard width value determined by the means for measuring the width.

Средства 300 могут быть также сконфигурированы для анализа амплитуды сигналов, формируемых приемниками, и для извлечения из этих сигналов информации о толщине подошвы.Means 300 may also be configured to analyze the amplitude of the signals generated by the receivers and to extract sole thickness information from these signals.

Средства 400 содержат по меньшей мере один микроволновый излучатель, находящийся на одной стороне основания 110, и по меньшей мере один микроволновый приемник, находящийся на противолежащей стороне основания 110 таким образом, что микроволны, испущенные микроволновым излучателем, проходят сквозь подошву обуви, установленной на переднюю часть опорного основания 110, и достигают ассоциированного микроволнового приемника, находящегося на противоположной стороне основания 110.The means 400 comprise at least one microwave emitter located on one side of the base 110 and at least one microwave receiver located on the opposite side of the base 110 such that the microwaves emitted by the microwave emitter pass through the sole of the shoe placed on the front. support base 110 and reach the associated microwave receiver located on the opposite side of base 110.

Средства 400 для измерения ширины элемента, помещенного между микроволновыми излучателем и приемником, содержат, например, группу инфракрасных излучающих/приемных средств, сконфигурированных для измерения времени обратного прохождения излучения между инфракрасным излучателем и ассоциированным с ним инфракрасным приемником.Means 400 for measuring the width of an element placed between the microwave emitter and receiver comprise, for example, an array of infrared emitting/receiving means configured to measure the round-trip time between the infrared emitter and its associated infrared receiver.

Несколько пар инфракрасных излучателей и ассоциированных с ними инфракрасных приемников могут быть размещены соответственно на противоположных сторонах основания 110 таким образом, что инфракрасное излучение, испущенное каждым инфракрасным излучателем, отражается от подошвы обуви, установленной на переднюю часть опорного основания 110, и падает на ассоциированные инфракрасные приемники, находящиеся по ту же сторону от основания 110.Several pairs of infrared emitters and their associated infrared receivers may be placed respectively on opposite sides of the base 110 such that the infrared emitted by each infrared emitter is reflected off the sole of the shoe placed on the front of the support base 110 and incident on the associated infrared receivers. , located on the same side of the base 110.

Устройство может также содержать средства, предпочтительно использующие микроволны, причем предпочтительно группа таких средств распределена по длине устройства и сконфигурирована для детектирования расслоения подошвы путем детектирования последовательных эхо-сигналов после испускания волны в направлении подошвы.The device may also comprise means preferably using microwaves, preferably a group of such means distributed along the length of the device and configured to detect delamination of the sole by detecting successive echoes after emitting a wave in the direction of the sole.

Средство нормализации сигнала, формируемого средством для обнаружения расслоения подошвы, может быть сформировано с использованием сигнала, характеризующего оценку высоты подошвы.The means for normalizing the signal generated by the sole delamination means may be generated using the signal indicative of the sole height estimate.

Устройство может также содержать средство для измерения электрической емкости, образуемой подошвой обуви, установленной на опорное основание 110. Такое средство может содержать электроды на рукоятках 122, находящихся в верхней части панелей 120. Эти электроды изготовлены, например, из электропроводного материала, введенного в материал панелей 120. Электрический генератор (генерирующий, например, напряжение 0,1-10 В, предпочтительно около 1 В) подключен по последовательной схеме к рукояткам 122, имеющимся на боковых панелях 120, и к электродам, размещенным на опорном основании 110, предпочтительно соосно с конусами, ассоциированными с микроволновыми преобразователями 450 (см. фиг. 3), сконфигурированными для генерирования микроволн, распространяющихся вертикально в подошву.The device may also include means for measuring the capacitance generated by the sole of the shoe placed on the support base 110. Such means may include electrodes on the handles 122 located at the top of the panels 120. These electrodes are made, for example, of an electrically conductive material introduced into the material of the panels. 120. An electrical generator (generating, for example, a voltage of 0.1-10 V, preferably about 1 V) is connected in series to the handles 122 provided on the side panels 120 and to the electrodes placed on the support base 110, preferably coaxially with the cones. associated with microwave transducers 450 (see FIG. 3) configured to generate microwaves propagating vertically into the sole.

Разумеется, изобретение не ограничивается рассмотренными вариантами, а охватывает все варианты в пределах изобретательского замысла.Of course, the invention is not limited to the options considered, but covers all options within the scope of the inventive concept.

В частности, осуществление изобретения было описано в контексте устройства, имеющего общие признаки с устройством, раскрытым в документах FR 2860631, ЕР 1574879, FR 2889338 и FR 2911212 и содержащим опорное основание 10, образованное ступенькой, на верхней плоской поверхности 12 которой сформированы профиль в форме стопы и ограничитель 14, предназначенные для приема и позиционирования одной обутой ступни человека.In particular, an embodiment of the invention has been described in the context of a device having features in common with the device disclosed in FR 2860631, EP 1574879, FR 2889338 and FR 2911212 and comprising a support base 10 formed by a step, on the upper flat surface 12 of which a profile in the form of foot and limiter 14, designed to receive and position one shod human foot.

Однако изобретение не ограничивается подобным вариантом. Как показано, например, на фиг. 23 патентной заявки US 2017343666, поданной заявителем настоящего изобретения, оно применимо также в устройствах, в которых опорное основание выполнено с возможностью установки на него одновременно двух ног человека.However, the invention is not limited to such a variant. As shown, for example, in FIG. 23 patent application US 2017343666, filed by the applicant of the present invention, it is also applicable in devices in which the supporting base is made with the possibility of placing two legs of a person on it simultaneously.

Однако, в этом случае для обеспечения процесса обнаружения отдельно для каждой из двух ног проверяемого человека целесообразно предусмотреть (как это показано на указанной фиг. 23) три выступающих из верхней поверхности основания блока 320, 330 и 340, между которыми следует размещать две ноги Р так, чтобы центральный из этих блоков 330 располагался между двумя ногами Р, а два боковых блока 320, 340 находились соответственно снаружи ног. Центральный блок 330 содержит средства обнаружения, связанные соответствующим образом с блоками 320 и 340 для обеспечения описанных выше измерений соответственно для каждой из двух ног Р. При этом центральный блок 330 в данном случае предпочтительно содержит также излучатели 142 и приемники 144 для измерения амплитуды поглощения микроволн и времени их распространения, а также инфракрасные преобразователи 152/154 для измерения, по отдельности, ширины каждой из двух подошв S.However, in this case, in order to ensure the detection process separately for each of the two legs of the person being checked, it is advisable to provide (as shown in the indicated Fig. 23) three blocks 320, 330 and 340 protruding from the upper surface of the base, between which two legs P should be placed so so that the central of these blocks 330 is located between the two legs P, and the two side blocks 320, 340 are respectively outside the legs. The central unit 330 includes detection means associated with the units 320 and 340, respectively, to provide the above-described measurements for each of the two legs P, respectively. their propagation time, as well as infrared transducers 152/154 for measuring, separately, the width of each of the two soles S.

Claims

1. A device designed to inspect a human leg, comprising:

a support base (110) configured to receive a human foot;

two side panels (120) configured to be positioned on each side of a person's leg;

means (112, 114, 142) for positioning the foot and leg relative to the support base (110) and panels (120);

transducers (200) in the form of microwave emitters/receivers (200Tx/200Rx) placed on each side panel (120) opposite the opposite side panel,

and means (300) for analyzing signals detected by microwave receivers (200Rx) and corresponding to signals transmitted from one panel (120) to the opposite panel, and signals coming from one panel (120) and reflected to the same panel,

wherein the analysis means (300) are configured to perform the following functions:

measurement of delay and amplitude of microwaves passing directly between each pair formed by coaxial emitter (200Tx) and receiver (200Rx) located on two opposite panels (120);

measurement of the delay and amplitude of microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel between each emitter (200Tx) located on one panel (120) and receivers (200Rx) located on both sides of the receiver located on the opposite panel (120) coaxial with the emitter;

measurement of the delay and amplitude of microwaves emitted by each transducer (200) and reflected towards the same transducer forming a receiver (200Rx) or towards receivers (200Rx) located on either side of said transducer, by the foot or by a concealed object fixed on the leg or around it;

detecting the presence of a double echo corresponding to the microwaves reflected by the hidden object and the foot;

comparing directly transmitted microwaves with a reference value for passing through air, and generating an alarm when a delay exceeding a threshold is detected and a signal with an amplitude corresponding to microwave delaying and attenuating agents;

comparing microwaves transmitted directly with microwaves reaching adjacent transducers, and generating an alarm signal if a difference between the respective signals exceeding a threshold value is detected;

comparing microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel with a reference value for passing through air and generating an alarm signal in case of detection of a delay exceeding the threshold value and a signal with an amplitude corresponding to substances that introduce a delay and attenuate microwaves;

comparing microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel with adjacent microwaves passing directly, and generating an alarm signal if differences exceeding a threshold value are detected between the respective signals;

comparing the detected double echo signal with the value for passing through air and generating an alarm signal in case of detecting a delay exceeding the threshold value between the peaks of two echo signals with amplitudes exceeding the threshold value.

2. The device according to claim. 1, characterized in that the analysis means (300) are configured to analyze the delay and amplitude of the received signals relative to the reference parameters.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the analysis means (300) are capable of comparing the signals received by the receiver with reference signals characterizing the passage in empty space and/or reflection from the leg.

4. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the analysis means (300) are capable of generating an alarm signal upon detection of a difference exceeding a threshold value between the corresponding signals and the reference level.

5. The device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it contains means (140) for positioning the knee formed by a cross member (142) connecting the inner surfaces of the two side panels (120).

6. The device according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the microwave converters form a group of microwave emitters/receivers (200Tx/200Rx) located on each panel (120) in the form of a matrix of horizontal rows and vertical columns.

7. The device according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the group of microwave emitters/receivers (200Tx/200Rx) forms rows of microwave transducers, with the uppermost of these rows located at a distance of approximately 350 mm above the surface of the support base (110).

8. The device according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the group of microwave transducers (200) forms five horizontal rows, each of which contains three microwave transducers, while the horizontal gap between two transducers (200) in one row is about 75 mm, and the vertical gap between two rows of transducers is about 55 mm.

9. The device according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that each microwave transducer (200) is provided with a focusing cone (202).

10. The device according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the microwave converters (200) are configured to operate in the frequency range of 5-30 GHz, preferably 12-20 GHz.

11. The device according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the various transducers (200) located on the same panel (120) are located coaxially with the corresponding opposite transducers located on the opposite panel (120).

12. The device according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that each transducer (200) is configured to operate alternatively as an emitter or receiver, or both an emitter and receiver.

13. The device according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that each emitter (200Tx) is configured to emit in the direction of the coaxial receiver (200Rx) located on the opposite panel (120), as well as in the direction of the transducers adjacent to the specified coaxial receiver.

14. The device according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that each receiver (200Rx) is configured to receive radiation from a coaxial radiator (200Tx) located on the opposite panel (120), as well as from transducers adjacent to the specified coaxial radiator (200Tx).

15. A method for inspecting a human leg by means of a device according to any one of paragraphs. 1-14, including the following operations:

analyze the signals detected by the microwave receivers (200Rx) corresponding to the signals transmitted from one of the panels (120) to the opposite panel and the signals reflected in the direction of the same panel, and generate an alarm signal in case of detection, as a result of the analysis, exceeding the duration difference threshold transmission or amplitude of signals from the reference value,

measure the delay and amplitude of microwaves passing directly between each pair formed by coaxial emitter (200Tx) and receiver (200Rx) located on two opposite panels (120);

measure the delay and amplitude of microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel between each emitter (200Tx) located on one panel (120) and receivers (200Rx) located on both sides of the receiver located on the opposite panel (120) coaxial with the emitter;

measure the delay and amplitude of the microwaves emitted by each transducer (200) and reflected towards the same transducer forming the receiver (200Rx) or towards the receivers (200Rx) located on either side of said transducer, by the leg or by a concealed object fixed on the leg or around it;

detecting the presence of a double echo signal corresponding to microwaves reflected by the concealed object and the foot;

comparing directly transmitted microwaves with a reference value for passing through air, and generating an alarm signal if a delay exceeding a threshold value and a signal with an amplitude corresponding to substances that introduce a delay and attenuate the microwaves are detected;

comparing directly transmitted microwaves with microwaves reaching adjacent transducers, and generating an alarm if a difference between the respective signals exceeding a threshold value is detected;

comparing microwaves passing at an acute angle to one of the axes of the panel with a reference value for passing through air and generating an alarm signal in case of detecting a delay exceeding a threshold value and a signal with an amplitude corresponding to substances that introduce a delay and attenuate microwaves;

comparing microwaves that have passed at an acute angle to one of the axes of the panel with adjacent microwaves that have passed directly, and generate an alarm signal in case of detecting differences between the corresponding signals exceeding a threshold value;

comparing the detected double echo signal with the value for passing through the air and generating an alarm signal in case of detecting a delay exceeding the threshold value between the peaks of two echo signals with amplitudes exceeding the threshold value.