CN101432192A - 集成验证和筛查系统 - Google Patents

Abstract

一种检查系统(10)，包括乘客身份验证系统、乘客筛查系统以及连接到乘客身份验证系统和乘客筛查系统的计算机(图5中的18)，所述计算机被配置成以接收来自乘客验证系统的信息，并基于该信息操作乘客筛查系统。

Description

集成验证和筛查系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年3月10日提交的美国临时申请No.60/781,057，客户案号为206025的权益，其整个内容在此以参考的方式被并入。

技术领域

本发明大体涉及人员或行李的筛查系统，更具体地说，涉及集成乘客身份验证和筛查亭。

背景技术

运输安全管理局(Transportation Security Administration，TSA)近来已经要求旅游业执行更严格的检查程序，以减小乘客携带隐蔽武器、爆炸物或其他违禁品登上如飞机的运输工具的可能性。为了便于防止乘客携带隐蔽武器、爆炸物等登上飞机，TSA要求所有乘客在登机之前要接受检查。

例如，抵达机场的乘客首先接受人工验证过程，该人工验证过程一般包括安保人员将登机证和一种形式的身份证明比如驾驶证或护照提供给安保人员。安保人员然后手工验证乘客具有有效的登机证、身份证明上的名字与该登机证上的名字相一致，以及证件或护照上的照片与提供安保人员证件和登机证给安保人员的乘客相一致。

人工验证过程结束以后，要求该乘客走过金属探测器以确保该乘客没有携带任何隐蔽武器。尽管所述金属探测器对探测特定量的金属相当有效，但是所述金属探测器不能区分潜在的武器或其他非威胁性物品，例如可能包括金属部分的鞋子。因此，安保人员频繁地要求乘客脱掉他们的鞋子并把他们的鞋子放入行李筛查系统，以便安保人员能在该乘客登机之前视觉验证金属物体并且也确认鞋子是否可能隐藏任何爆炸性材料或装置。也可要求乘客脱掉外套和夹克，让他们经过所述行李筛查系统。这对检查站人员来说具有更容易观察可能的隐蔽物体的效果，例如他们剩余衣服下的爆炸物，这些爆炸物现在不太大，并且因此更不可能遮蔽这些所存在的隐蔽物品。

因此，至少一个已知的机场筛查系统依赖人工观察以验证乘客的身份并利用电子扫描器和金属探测器以确认乘客或行李是否装有任何武器或爆炸物。并且，每个乘客都要经受同样水平的筛查，而不考虑由乘客造成的威胁。结果，所述已知系统对乘客而言是费时的，并且当筛查出低威胁性乘客或高威胁性乘客时不能警示安保人员，因此安保人员或者增大或者减小乘客或乘客的个人物品要经受的筛查水平。

发明内容

一方面，本发明提供了检查系统。所述检查系统包括乘客身份验证系统、乘客筛查系统以及连接到乘客身份验证系统和乘客筛查系统的计算机，所述计算机被配置成接收来自乘客验证系统的信息，并基于该信息操作乘客筛查系统。

另一方面，提供了检查亭。所述检查亭包括乘客身份验证系统、乘客筛查系统以及连接到乘客身份验证系统和乘客筛查系统的计算机，所述计算机被配置成接收来自乘客验证系统的信息，并基于该信息操作乘客筛查系统。

另一方面，本发明提供了在亭内检查物体的方法。该方法包括提醒乘客选择若干乘客身份验证系统之一、基于乘客的输入信息操作至少一个乘客身份验证系统、把由乘客身份验证系统产生的信息传送到计算机，并且基于从所述计算机接收到的信息操作乘客筛查系统。

附图说明

图1是示例性亭子系统的透视图；

图2是示于图1的亭子系统的第二透视图；

图3是示于图1的亭子系统的侧视截面图；

图4是包括第一程式和第二程式的示例性亭子安全系统的简化框图；

图5是可被用于图1-4所示的亭子的示例性四极共振(QuadrupoleResonance，QR)筛查系统的示意图；

图6是图1-3所示的，包括图5所示的筛查系统的如亭子的透视图；

图7是示于图6中的筛查系统的一部分的示意图；

图8是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图；

图9是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图；

图10是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图；

图11是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图；

图12是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图；

图13是可被用于图1-4所示的亭子的示例性筛查系统的示意图。

具体实施方式

图1是示例性系统10的透视图，图2是示于图1的亭子系统的第二透视图，图3是示于图1的系统10的侧视截面图，图4是系统10的简化示意图。在所述示例性的实施例中，系统10至少包括在此被称为乘客验证系统12的第一程式12以及在此被称为乘客筛查系统14的第二程式14。可选择地是，系统10至少包括一个可和程式12和/或程式14结合使用的附加程式16。系统10也包括至少一个计算机18，以及通信总线20，该通信总线20连接在程式12、程式14、程式16和计算机18之间以能使操作员命令被发送到程式12、程式14和程式16中的至少一个，并允许由程式12、程式14和程式16产生的输入信息被传送到计算机18，因此被计算机18用于数据分析或被计算机18的操作员利用。在一个实施例中，程式12、程式14和程式16被用硬件连接到计算机18。在另一实施例中，通信总线20是局域网。可选择地是，通信总线20包括网络连接。

如图4所示，程式12、程式14和程式16被集成到单个的筛查系统10。在所述示例性实施例中，程式12、程式14和程式16以及计算机18每个都被设置到单独的亭子或罩22内。可选择地是，利用总线20，计算机18被设置成与亭子22分开并被电连接到程式12、程式14和程式16。如在此所使用的，亭子被限定为至少部分被至少一个壁包围的相对较小的面积。

在示例性的实施例中，亭子22包括第一壁24、定位成基本平行于第一壁24的第二壁26以及定位成基本分别垂直于所述第一和第二壁24和26的第三壁28。亭子22也包括在第一、第二和第三壁24、26和28之间延伸的底板30，在一个示例性的实施例中，包括下面将进一步详细描述的感应传感器单元。例如，如图1和2所示，三个壁24、26和28限定单个开口，这样乘客可以通过同一个开口进入或退出亭子22。可选择地是，亭子22可包括两个壁24和26，这样乘客可通过第一开口进入亭子22，横穿亭子22，并通过第二开口从亭子22出来。在一个实施例中，亭子壁每个都具有大约在28-42英寸之间的高度34。图1、2和3的实施例示出了形成有近似弓形的左壁和右壁24和26，其中该弓形的半径接近壁的高度。注意到，所述壁24和26在入口处已经被选择性地截断。截断壁24和26便于人从系统10进出，并且进一步扩展对所述检查系统开口度的理解。可选择地是，亭壁24和26的高度大于一般乘客的高度，即，例如像电话亭，因此整个乘客的身体都可被筛查到。

在所述示例性实施例中，可使用多种技术实现程式12、程式14和程式16，其中的一些例子示于如下所示的表1中。

 

程式12乘客身份验证	程式14乘客筛查	程式16其他服务
			读卡器	四极共振(QR)：	登机证检查
	鞋/下肢	验证日期，登机口
			键盘输入和查找表格(本地或在网络上)	金属探测(MD)鞋/下肢	登记(接收登机证)
虹膜扫描	爆炸物的跟踪探测(T)：指尖	座位选择/改变
			指纹扫描	全身四极共振	出售(咖啡、旅行保险等)
手印	全身金属探测	接入互联网
			面部图像识别	全身跟踪探测
声音识别	毫米波成像
				百万兆赫兹的光谱学和/或成像
	超声波检查或成像
				反向散射X射线成像
	雷达反射检测(例如，S波段)或成像

 

行为/心里指标

如图表1所示，程式12用于执行乘客验证以便正确地证实任何设法登机的乘客的真实身份。例如，程式12可通过使用读卡器40实现，因此乘客信息可被编码在磁条、光学可读编码、RF-读存储芯片或其他嵌入式介质。程式12也可包括生物测量装置以验证出具该卡的人同身份被编码在所述卡上的人是同一个人。

乘客验证程式12可利用键盘输入系统42实现，其中乘客把钥匙卡插入设置有亭22的插孔中，程式12把钥匙卡的信息同储存在数据库中，例如储存在计算机18中的数据库中的信息相比较，然后验证乘客的身份或发出该乘客身份不能被验证的报警信号。

乘客验证程式12可以利用示例性的生物测量扫描装置44实现，例如但不限于，虹膜扫描装置44以产生生物测量信息，该信息然后注册旅客登记卡上的信息相比较以验证拥有该卡的人是该卡实际上属于的人。在所述示例性实施例中，生物测量装置44包括照明装置46，该装置46把具有所希望的特性的光指向处于观察的眼睛中，这样至少处于观察中的所述眼睛的虹膜和/或瞳孔之一呈现特有的形状。所述示例性的虹膜扫描装置44也包括光成像装置(未示出)以产生所述虹膜和/或瞳孔的图像。所产生的图像然后被与可储存在计算机18内的验证过的图像相比较以识别所述眼睛，因此验证了乘客的身份。应当认识到，在所述示例性的实施例中，在此所描述的生成图像是储存在该计算机中的计算机生成图像而不是物理图像。更确切地说，在此所描述的系统产生了电子图像，该电子图像被与储存在所述系统内的电子图像相比较以验证乘客的身份。

乘客验证程式12可通过利用指纹扫描装置50实现，其中乘客把手指放在指纹扫描装置50上，这样所述装置获得正被验证的乘客的指纹图像。所产生的图像然后被与可以储存在计算机18内的指纹的验证过的图像相比较以便识别所述指纹并且因此验证乘客的身份。

乘客验证程式12可利用手扫描装置52实现，其中乘客把他们的手放在所述扫描装置53上。所述装置然后被启动以扫描乘客的手从而获得乘客的手的图像。所产生的图像然后被与可储存在计算机18内的验证过的图像相比较以便识别手印或其他手形参数并且因此验证乘客的身份。

乘客验证程式12可利用面部图像识别系统54实现，其中面部图像识别系统54包括照明或扫描装置55，而照明或扫描装置55被配置成产生乘客面部特征的图像或参数。所产生的图像然后被与可储存在计算机18内的验证过的图像相比较以便识别所述面部特征并因此验证乘客的身份。

乘客验证程式12可利用声音识别系统56实现，其中声音识别系统56包括麦克风57，其中乘客提供声音样本，该声音样本被与可储存在计算机18内的验证过的图像相比较以便识别乘客的身份。

应当认识到，以上所述的验证程式12每个一般都要求乘客预先被筛查以便产生储存在计算机18中的信息。例如，乘客可参与政府的注册旅行者计划，因此初始的、相对彻底的乘客筛查被建立以产生日后可以被系统10所使用的有关乘客的信息。因此，乘客可选择完成指纹扫描、虹膜扫描、手扫描、声音扫描和/或完成面部识别扫描。在筛查过程中收集的信息然后通过阅读登记卡的读卡器被储存到或提供到系统10中，这样当乘客进入亭子22时，验证后的信息可以被与亭子22内的乘客表现出的信息相比较以便于减少完成乘客筛查的时间量，并因此而提高了乘客筛查的便利性。而且，预先筛查便于从低危险性的乘客到没有预先筛查的乘客转换有限的安全资源。

当乘客的身份已经通过使用程式12被验证时，该信息可被系统10用来确定正被筛查的乘客的威胁水平，该筛查可利用程式14对乘客执行。例如，该筛查的结果可被用来影响检查站(金属探测器入口、X射线系统、手杆、patdown、踪迹检测等)余下的乘客的后续行踪。例如，系统10可确定基于由程式12确定的乘客验证过的身份，不需要通过程式14完成威胁筛查。可选择地是，系统10可确定对于乘客需要有限的或完全的威胁筛查。如在此所述，由于程式14被装在同一个亭子即亭子22内，如乘客筛查程式14，那么程式14可完成至少一部分乘客的金属探测筛查和/或爆炸物筛查，而不用乘客从所述亭子出来，因此减少需要验证乘客并进行乘客筛查的时间量，从而进一步提高了乘客的方便性。

在一个实施例中，乘客筛查程式14可通过利用四极共振(QR)探测系统60实现，该系统利用四极共振以探测爆炸物，例如，但不限于C4、塞姆汀塑胶炸药(Semtex)、Detasheet、TNT、ANFO，和/或HMX，由于这些爆炸物的四极共振特征是唯一的，并且可以以秒计量的。

因此，核四极共振(NQR)是射频光谱学的一个分支，它利用了原子核的固有电特性，并可因此被用来探测多种潜在爆炸材料。例如，具有非球形的电荷分布的原子核具有电四极矩。四极共振是由原子核的核四极矩与由周围原子环境产生的局部作用的电场梯度的相互作用产生的。自旋量子数大于一半的任何化学元素的原子核都能够表现出四极共振。这些四极原子核包括：⁷Li、⁹Be、¹⁴N、¹⁷O、²³Na、²⁷Al、³⁵Cl、³⁷Cl、³⁹K、⁵⁵Mn、⁷⁵As、⁷⁹Br、¹²⁷I、¹⁹⁷Au和²⁰⁹Bi。许多包括这样的原子核的物质，接近10,000种，已经被确认为表现出四极共振。

因此，这些四极原子核的一部分出现在爆炸性和麻醉材料中，其中有¹⁴N、¹⁷O、²³Na、³⁵Cl、³⁷Cl和³⁹K。用于爆炸物和麻醉品探测的四极原子核中研究最多的是氮。在固体材料中，电子和原子核产生电场梯度。这些梯度改变了任何四极原子核的能级，因此改变了它们的特性转换频率。测量这些频率或张弛时间常数，或者两个都测量，不仅能指示存在哪种原子核而且能表明它们的化学环境，或等同地，它们作为一部分的化学物质。

当四极原子核处于电场梯度中时，与电场梯度相关的局部场的变化以不同方式影响原子核的不同部分。这些场的组合力引起所述四极受到力矩，这使得它在所述电场梯度的周围旋进。旋进运动产生振荡的核磁矩。与所述四极旋进频率同相的内部施加射频(RF)磁场能使所述原子核的方向暂时地倾斜。所述能级暂时不平衡，并立即开始恢复平衡。由于所述原子核恢复，它们产生RF信号，被称为自由感应衰减(free induction decay，FID)。拾波线圈探测到所述信号，该信号随后被灵敏的接收机放大以测量其特性。

图5是可被用来实现筛查程式14的示例性四极共振系统的简化示意图。四极共振系统60包括射频源62、脉冲程序器以及RF门64和RF功率放大器66，所述RF门64和RF功率放大器66被配置成产生多个射频脉冲，该射频脉冲具有预定的频率以便被施加到线圈例如传感器32。通信网络70把所述射频脉冲从射频源62、脉冲程序器和RF门64和RF功率放大器66传送到传感器32，该传感器32在另一实施例中位于亭子22中。在乘客被用射频脉冲照射之后，所述通信网络70也把信号从传感器32传到接收器/RF探测器72。

图6是包括QR系统60的亭子22的透视图。在所述示例性的实施例中，系统60被配置为鞋扫描器亭子。如上所述，系统60包括感应传感器32，在所述示例性的实施例中，该感应传感器32被设置为接近第一和第二壁24和26之间的第三壁28。根据该实施例，感应传感器32可位于入口坡道82和第三壁28之间的底板30的槽式区域80中。所述槽式区域80也可被称为传感器罩。在图6中，凹在检查系统60的底板30内的感应传感器32被省略以显示出传感器罩80。

如图6所示，以及在所述示例性的实施例中，感应传感器32可通过使用两个反对称的电流支路90和92实现，该电流支路90和92可位于系统60的中间平面94的相对侧上。更确切地说，电流支路90位于中间平面94的一侧上，而电流支路92位于中间平面94的相对侧上。

感应传感器32可以被配置为使得电流支路90和92都通过大体或基本上平行于左右壁24和26的电流。例如，电流支路90和92可被设置成与电源(在该图中未示出)相通。在操作期间，电流在一个方向流过电流支路90，而电流在基本相对的方向流过电流支路92。术语“反对称电流”可被用来指电流以基本相对的方向流过电流支路的情况。

感应传感器32可利用四极共振(QR)传感器、核磁共振(NMR)传感器、金属探测传感器等实现，只是为了方便，将参照被实施为QR传感器32的感应传感器描述各种实施例，但该描述同样可以应用到其他类型的感应传感器。

在所述示例性的实施例中，电流支路90和92共同地限定如图7示为传感器32的QR板线圈。只是为了方便，将主要参照“QR板线圈板”或简单地称为“QR线圈”进一步讨论QR传感器。在一般的检查过程中，人员从入口96出进入所述系统，然后站在由QR传感器32限定的检查区域内。更确切地说，人员可站立成使他们的左脚相对位于电流支路90之处并且右脚相对位于电流支路92之处。所述QR传感器然后利用核四极共振(NQR)进行检查以探测与所述人员相关的目标物质。

如图5所示，QR传感器32与RF子系统连通，在此一般限定为包括射频源62、脉冲程序器和RF门64，以及RF功率放大器66，该RF功率放大器66为电流支路90和92提供电激励信号。所述RF子系统可利用可变频率RF源以在大体与目标物质的预定特征NQR频率相对应的频率提供RF激励信号。在检查过程中，由所述RF源产生的RF激励信号可被引入到样本，该样本可包括出现在站立或者相对于所述QR传感器32定位的人员的下肢上的鞋、短袜以及衣服。在一些实施例中，所述QR线圈32可用作由所述样本产生的NQR信号的拾波线圈，因此提供了NQR输出信号，利用计算机，该输出信号可被取样以确定目标物质，例如爆炸物的存在。

在所述示例性的实施例中，QR传感器32利用EMI/RFI(电磁干涉/射频干涉)罩以便以便在检查过程中保护传感器32，使其不受外部噪音、干扰和/或抑制RFI从所述检查系统中的逃逸。在所述示例性的实施例中，壁24、26和28被配置成为QR传感器32进行RF屏蔽。更确切地说，壁24、26和28被互相电连接，并被电连接到入口坡道82和传感器罩80以形成RF屏蔽100。

每个屏蔽组件，即壁24、26和28可被由合适地导电材料例如铝或铜制成。一般而言，所述底板组件，即坡道82和传感器罩80被焊接在一起以形成整体结构。另外，壁24、26和28也可被焊接到所述底板组件，或通过使用适当的紧固件例如螺栓、铆钉和/或销而被固定。可通过使用例如任何的刚才所述的紧固技术，把QR传感器32固定到传感器罩80内。如果希望的话，壁24、26和28、入口坡道82和QR传感器32可涂有绝缘材料例如木头、塑料、纤维和玻璃纤维等。

图7是示于图6中的示例性QR传感器32的简化示意图。左侧的电流支路90被示出为具有上下导电元件110和112，它们被绝缘区域分开。同样地，右侧的电流支路92包括上下导电元件114和116，它们也被绝缘区域分开。所述左右侧电流支路90和92共同确定传感器32的QR线圈，并可由任何合适的导电材料例如铜或铝形成。

对于电流支路90和92不要求具有特定的长度或宽度。一般地，每个电流支路可制作成尺寸为稍大于被检查的物体或样本。一般地，电流支路90和92的尺寸被定为人的左右脚(穿或不穿鞋)可被分别放到非常接近左右侧电流支路90和92。这可由站在左右侧电流支路上面的人来实现。在这种情况下，所述左右侧支路每个都可具有大约4-8英寸的宽度和大约12-24英寸的长度。应当理解，所述术语“左”“右”仅被用于方便解释，而不限于所述结构的特定侧。

上下导电元件110和112被示出为由固定值的共振电容118和调谐电容120电连接，其中所述调谐电容120是被用来改变电容值的可切换电容。上下导电元件114和116可以类似配置。

图7也包括几个箭头，这些箭头示出了通过左右侧电流支路90和92的电流方向。在操作过程中，电流在一个方向流过左侧的电流支路90，同时电流在基本相对的方向流过右侧电流支路92。电流在相对方向流过两个电流支路的原因是左右侧电流支路90和92每个都具有不同布置的正负导电元件。例如，左侧电流支路90包括正的上部导电元件110和负的下部导电元件112。相反，右侧电流支路92包括负的上部导电元件114和正的下部导电元件116。该布置是提供流过所述电流支路的反向或反对称电流的QR传感器的一个例子。

根据所述示例性的实施例，由于这些部件通过坡道82和传感器罩80电连接，那么在操作过程中电流在所述左右侧电流支路90和92之间流动。在操作过程中，人员可把他们的左脚放在左侧电流支路90上方并把他们的右脚放在右侧电流支路92的上方。在这种情况中，电流反向地流过每个支路，结果电流沿着左侧支路90从脚趾流到脚跟，并沿着右侧支路92从脚跟流到脚趾。在所述示例性的实施例中，QR传感器32设置在传感器罩80中以形成所述QR传感器的电流支路之间的绝缘间隙。该间隙允许磁场在它们各自的电流支路周围循环。

与传统的感应传感器系统相比，由QR传感器32产生的反向磁场适当减弱并具有特别适合用于亭子的外形，所述亭子包括第一壁24、与第一壁24相对的第二壁26、基本垂直于第一和第二壁24和26的第三壁28以及被连接到第一壁24、第二壁26和第三壁28的底板30。

作为实际应用的例子，通过使用多个绝缘区域，左右侧电流支路90和92和各个壁24、26和28隔开大约2-7英寸。另外，通过使用绝缘区域，电流支路90和92可以彼此隔开大约4-14英寸。

根据本发明的实施例的QR检查系统60的操作可如下进行。首先，人在入口坡道82处被指引进入QR检查系统。人走上入口坡道82并站成使他们的脚位于QR传感器32的上方。为了使检查过程的精确度最大化，人可站立成使左脚位于左侧电流支路90之上并使右脚位于右侧电流支路92之上。人然后将由程式12提示以完成如上所述的验证筛查过程。在验证筛查过程完成之后，程式14可提示乘客以确保他们的左脚放置在左侧电流支路90之上并且他们的右脚位于右侧电流支路92之上。在所述示例性的实施例中，标志被附到地板上，提示乘客的脚应当放置的位置。

此时，人的下肢被感应传感器32QR扫描以确定目标物质例如爆炸物、违禁品、非法药物、管制物质或导电物体的存在。在QR能探测出物体的情况下，这可由QR传感器实现，该QR传感器以一般与目标物质的预定特征NQR频率相对应的频率提供RF激励信号。例如，基于RDX的塑性炸药的共振频率接近3.410MHz，而基于PETN的塑性炸药的共振频率接近890MHz。注意到，所述激励频率不必和目标物质NQR频率完全一样，但一般大约在500-1000Hz内。可利用NQR探测到的各种目标物质的共振频率是众所周知的，而需要进一步描述。在完成所述威胁筛查之后，系统100将指引该乘客离开亭子22。

在所述示例性的实施例中，系统60也可被配置为执行金属探测。更确切地说，感应传感器32可被配置为拾波线圈，该拾波线圈被用来从所述目标样本中探测任何感应信号。为了提高系统60的金属探测能力，系统60也可包括至少一个，优选地，多个分开的金属探测传感器128，这些金属探测传感器128与感应传感器32结合使用。每个金属探测传感器128可被配置为探测存在于被检查的人的下肢附近的导电物体。这些信号可被传送到合适的计算装置，例如计算机18。

在所述示例性的实施例中，可通过使用指尖追踪爆炸物探测系统220(示于图1)实现乘客筛查程式14。指尖追踪爆炸物探测系统220能够探测微小粒子，例如乘客手指或手上的微量的麻醉剂、爆炸物和其他违禁品。在所述示例性的实施例中，探测系统220定位为接近登机证扫描器，这样当乘客扫描登机证时，至少该乘客的手的一部分几乎同时从追踪扫描器220的上面通过。可选择地是，该乘客被提示按下按钮从而启动扫描器220，因此手指表面上的微量物质被收集而后被扫描器220分析。

在所述示例性的实施例中，追踪爆炸物探测系统220包括离子捕获流动性光谱仪，该离子捕获流动性光谱仪被用来确定在乘客手指上是否发现值得注意的微小粒子例如微量的麻醉剂、爆炸物和其他违禁品。例如，所述离子捕获流动性光谱仪在识别乘客手指上的微量爆炸物或其他违禁品时特别有用，它可指示该乘客近来操作过爆炸物或其他违禁品并因此不需要成像或定位。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用如图8所示的反向散射X射线成像系统130实现。在操作过程中，散射后的X射线强度与使X射线散射的材料的原子数有关。而且，散射后的X射线的强度也与在被散射之前和之后X射线穿过的材料的原子数有关。例如，对于原子数小于25的材料，X射线反向散射的强度，或X射线反射率随着原子数的增大而减小。因此，由于金属物体和非金属物体之间的原子数的不同，隐蔽的物体，特别是利用金属材料制成的隐蔽物体可利用反向散射的X射线成像系统被相对容易地探测到。结果，反向散射X射线系统130可被用来探测一般具有较少原子数的物体。

在所述示例性的实施例中，系统130包括X射线源132，该X射线源132发射至少一个X射线束，或若干X射线束134，这些X射线束134从乘客以光束136被散射或反射到至少一个X射线探测器138，该X射线探测器138设置为与X射线源132在乘客的同侧。如在此所述，系统130可设置在任何壁24、26和28中，或可选择地设置在底板30中。由X射线探测器138产生的信号被传送到或按某路线发送到计算机例如计算机18。计算机18然后通过把生成的数据同储存在计算机18中的数据库中的数据相比较自动确定乘客是否具有任何隐蔽物体。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用超声波检查系统实现。图9是示例性超声波检查系统150的简化示意图，其中所述超声波检查系统150包括发射机152，该发射机152驱动探测器156内的发射器154将脉冲式的超声波信号发送到人体中。可以使用各种几何形状。所述超声波信号被从人体内的构件，或优选从隐蔽在人体上的金属或爆炸性物体反向散射以产生返回到发射器154的回波。所述回波被接收器158接收。接收后的回波被提供到波束形成器160，该波束形成器160进行波束形成并输出RF信号。该RF信号然后被发送到RF处理器162。或者，RF处理器162可包括复杂的解调器(未示出)，该解调器解调所述RF信号以形成代表回波信号的IQ数据对。所述RF或IQ信号数据然后可被直接按一定路线传送到RF/IQ缓冲器164用于临时储存。

用户输入装置，例如计算机18，可被用来控制超声波系统150的操作以及被用来处理获得的超声波信息(即，RF信号数据或IQ数据对)并准备多帧的超声波信息用于显示在连接到计算机18的显示系统上。计算机18适合于根据获得的超声波信息上的多个可选择的超声波程式执行一个或多个处理操作。在扫描阶段当接收到回波信号时，获得的超声波信息可被实时处理。另外，所述超声波信息可在扫描过程中被临时储存在RF/IQ缓冲器164中，并且在现场或离线操作中在少于实时时间内处理。在所述示例性的实施例中，探测器154被安装在壁24、26和28之一上和/或底板30内。在所述示例性的实施例中，探测器154被安装在固定位置。可选择地，探测器154可沿着线性或弓形的路径运动，同时扫描亭子22内的乘客。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用毫米波成像系统实现。图10是示例性的毫米波成像系统170的简化示意图。在所述示例性的实施例中，通过把毫米波信号指向被测物并且检测反射的信号，毫米波成像系统170可被用来产生被测物的图像。在所述示例性的实施例中，系统170包括天线172和连接到天线172的控制器174。在一个实施例中，控制器174与计算机18形成为整体。可选择地，控制器174通过例如总线20与计算机18通信。在操作过程中，天线172向乘客发送电磁射线，作为响应，该乘客发出或反射由天线装置探测到的电磁射线。如在此所述，术语乘客包括人以及保持在该人上的任何物体，例如手表、钥匙、珠宝、口袋或其他刀、硬币、衣服饰件、枪支或任何其他可成像的物体。从天线172接收的信息然后被控制器174和/或计算机18利用以产生该乘客携带未经批准的材料或在该乘客身体上带有相当显著量的隐蔽金属的图像或信号。

电磁射线可从合适的频率范围选择，例如，在大约200MHz到1THz的范围内，在此一般指毫米波射线。在1GHz到大约300GHz的折合频率范围内使用电磁射线可得到满意的成像。在大约5GHz到大约110GHz的范围内的射线也可用来产生可接受的图像。这样的射线可以是固定频率的或者频率在一个范围内或者利用几个调制类型例如，线性调频脉冲、伪随机性的频率反射、脉冲式、调频连续波(FMCW)、或连续波(CW)的频率组。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用百万兆赫光谱学成像系统实现。图11是示例性的百万兆赫光谱学成像系统180的简化示意图。在该示例性的实施例中，系统180包括第一电极182和第二电极184，它们已经被形成为简单的偶极天线的形状，其中所述简单的偶极天线包括中心馈电元件186，该中心馈电元件186被配置成以从第一和第二电极182和184发送RF能量和/或通过发射机188以百万兆赫的脉冲把RF能发送到第一和第二电极182和184。在所述示例性的实施例中，例如可使用半绝缘的砷化镓材料制作第一和第二电极182和184。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用时域折射法(Time Domain Reflectometry，TDR)系统实现。图12是示例性的时域折射法系统190的简化示意图。在所述示例性的实施例中，TDR系统190包括发出微波能量的短脉冲的无线电发射机192、定向天线194和至少一个无线电接收机196。在操作过程中，发射机192向乘客发射脉冲。接收机196然后利用天线194监听从该乘客返回的回波。系统190，利用例如计算机18，测定从发射脉冲到所述回波返回的时间，并且识别光速，可很容易地计算出到所述反射物体的距离。所述回波还被进一步分析以确定反射物体的另外的细节从而便于识别所述物体。

虽然在此描述的示例性的乘客筛查程式14一般当乘客仍穿着鞋时扫描该乘客的下部区域，，但是应当认识到，不管该乘客是否穿着鞋，至少可以实现一些程式14以扫描整个乘客。该系统包括，例如全身QR扫描、全身金属探测、全身微量爆炸物探测以及全身金属探测。

在所述示例性的实施例中，乘客筛查程式14可利用全身微量爆炸物探测系统200实现。例如，参照图14，亭子22可由从底板204延伸到顶板206的多个垂直壁202包围。如果需要，亭子22还可以进一步包括多个喷气器210。这些喷气器被布置为限定四个线性喷气器阵列并使每个阵列中的喷气器垂直对准。这些喷气器可被布置在入口212以从大约在膝部出的下部位置(例如，离地面大约1-2英尺)到大约在胸部出的上部位置处(例如，离地面大约4-5英尺)延伸。每个喷气器可被配置成把短暂的喷气向内和向上引入到入口的通道214中。

这些喷气器起到充分弄乱所述通道内被检测的人的衣服的作用从而移走陷入被检查人员的衣服中所关心的粒子。然而，短暂的喷气被控制以实现受验人的热卷流破裂最小和稀释最小。移走的粒子然后被夹带到存在于邻近所述被检测的人的人体热卷流中。人体热卷流中的空气包括所关心的粒子，这些粒子从所述衣服中移走，并被引导到追踪探测系统200以用于分析。

在操作过程中，可指示人员进入通道214中。视频信号或语音提示可被用来指示该人在检查过程中仍停留在所述通道内，这个检查过程一般大约5-10秒。这些喷气器然后从底部到顶部顺序喷出。更具体地说，四个下层的喷气器可同时喷大约50毫秒。然后停顿大约100毫秒，第二层中的四个喷气器可喷50毫秒。这个过程将持续到最上层的四个喷气器已经喷出。被所述喷气器移走的粒子将被夹带到人体热卷流中，并且将自然向上流过罩形顶部206，其中所述粒子被追踪探测系统200用来确定该乘客是否携带由任何爆炸性物品或其他违禁品。在另一实施例中，整个亭子可被改变为包括传感器，这些传感器进行如上所述的全身QR探测、全身金属探测和/或全身追踪爆炸物探测。

虽然所述示例性的实施例说明了可被用来实现筛查程式14的多个系统，应当认识到，多种系统可被用来识别乘客携带的任何爆炸物或金属物体。而且，每个描述过的系统的元件可与其他描述过的系统的元件相结合以进一步改进筛查过程。并且，行为指示例如出汗、快速眨眼等可与以上所述的系统相结合以进一步优化所述筛查程序。

在所述示例性的实施例中，程式12和/或程式14可与第三程式16相结合使用，该第三程式16，在所述示例性的实施例中，可包括其他乘客服务例如至少登机证检查系统、登记系统、选座系统、用于售卖咖啡的出售系统、保险等，或互联网接入之一。

在此所描述的是一种亭子，该亭子把一定数量的乘客身份验证程式中的任何一个或多个与一定数量的威胁筛查程式的任何一个或多个相结合，并选择加入一个或多个其他服务。尽管所述示例性的实施例说明了包括被配置成仅扫描乘客的腿和鞋的下部部分的亭子，但是该亭子可包括入口和电话亭式的罩以检查整个身体。

尽管已经根据各种具体的实施例描述了本发明，但是本领域内的技术人员将认识到，在权利要求的精神和范围内可修改而实现本发明。

Claims (37)

1.一种检查系统，包括：

乘客身份验证系统；

乘客筛查系统；和

计算机，该计算机连接到所述乘客身份验证系统和所述乘客筛查系统，所述计算机被配置成接收来自所述乘客验证系统的信息，并基于所述信息操作所述乘客筛查系统。

2.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述计算机连接到存储预先验证的乘客身份信息的数据库，乘客验证系统包括：

射线源，该射线源被配置成发射到乘客的至少一部分；和

探测器阵列，该探测器阵列被配置成接收穿过乘客或从乘客反射的射线以及产生至少一个图像，所述计算机被配置成将产生的图像和验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

3.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述计算机被连接到存储预先验证的乘客身份信息的数据库，所述乘客验证系统包括：

输入装置，该输入装置被配置成接收从乘客输入的身份信息，所述计算机被配置成将输入的身份信息与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

4.如权利要求2所述的检查系统，其中，所述输入装置包括读卡器，该读卡器被配置成接收来自乘客的乘客输入身份信息，该乘客输入身份信息被储存在至少磁条、光读编码、RF-读存储器芯片之一上，所述计算机被配置成将输入到所述读卡器的输入身份信息与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

5.如权利要求1所述的检查系统，其中，乘客验证系统包括：

虹膜扫描系统，包括

照明装置，该照明装置把具有所需要的特性的光投射到处于观察下的乘客眼睛中；和

光成像装置，该光成像装置被配置成产生乘客的虹膜和/或瞳孔的图像，所述计算机被配置成将产生的图像与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

6.如权利要求1所述的检查系统，其中，乘客验证系统包括：

面部图像识别系统，该面部图像识别系统包括扫描装置，该扫描装置被配置成产生在观察下的乘客的面部图像；所述计算机被配置成将产生的面部图像与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

7.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客验证系统包括：

声音识别系统，该声音识别系统包括至少一个麦克风，该麦克风被配置成产生在观察下的乘客的声音识别数据；所述计算机被配置成将所述声音识别数据与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

8.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述计算机进一步被配置成以基于所述信息的预定安全级别操作乘客筛查系统。

9.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述系统包括底板和从所述底板基本垂直延伸的三个导电侧壁，所述乘客筛查系统包括四极共振探测系统，该四极共振探测系统包括：

电磁罩，该电磁罩包括所述三个壁；和

感应传感器，该感应传感器设置在所述底板内。

10.如权利要求9所述的检查系统，其中，所述感应传感器包括设置在所述底板中间平面的相对侧上的至少两个电流支路，所述电流支路具有反对称的电流。

11.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括手指追踪爆炸物探测系统，该手指追踪爆炸物探测系统包括离子捕获流动性光谱仪。

12.如权利要求11所述的检查系统，其中，每个所述电流支路包括上部导电元件，该上部导电元件由非导电间隙与下部导电元件隔开。

13.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述感应传感器还包括：

第一电容器，该第一电容器被电连接到所述第一支路的所述上部和下部导电元件；和

第二电容器，该第二电容器被电连接到所述第一支路的所述上部和下部导电元件，所述第一和第二电容器形成共振电路。

14.如权利要求10所述的检查系统，还包括：

电源，该电源给所述感应传感器提供电激励，所述电激励引起：

第一磁场在所述电流支路的第一支路周围循环，所述电激励还引起：

第二电场在基本与所述第二磁场相对的方向上围绕所述电流支路的第二支路循环。

15.如权利要求10所述的检查系统，还包括：

射频(RF)子系统，该射频子系统包括与所述感应传感器连通的可变频率RF源，所述RF源以大致与目标物质的预定特征性核四极共振(NQR)频率相对应的频率提供RF激励信号，所述RF激励信号被施加到位于所述电磁罩内的样本，所述感应传感器起到来自所述样本的NQR信号的拾波线圈的作用并提供NQR输出信号。

16.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述感应传感器给位于所述电磁罩内的样本提供电激励，其中所述电激励引起指示爆炸性物质存在的响应。

17.如权利要求10所述的检查系统，还包括：设置在所述电磁罩内的金属探测传感器，所述金属探测传感器用于探测位于所述电磁罩内的导电物体。

18.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述感应传感器是核四极共振(NQR)传感器。

19.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述感应传感器是核磁共振(NMR)传感器。

20.如权利要求10的所述检查系统，其中，所述感应传感器是金属探测传感器。

21.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括追踪爆炸物探测系统。

22.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括毫米波成像系统。

23.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括百万兆赫兹光谱学成像系统。

24.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括超声波检查系统。

25.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括反向散射X射线成像系统。

26.如权利要求1的检查系统，其中，所述乘客筛查系统包括雷达反射法成像系统。

27.如权利要求1所述的检查系统，其中，所述计算机进一步被配置成执行验证乘客选通信息、验证乘客登机证信息、辅助乘客选择座位、为该乘客连接互联网以及帮助乘客购买保险的至少之一。

28.一种检查亭，包括：

乘客验证系统；

乘客筛查系统；和

计算机，该计算机连接到所述乘客验证系统和乘客筛查系统，所述计算机被配置成接收来自所述乘客验证系统的信息，并基于所述信息操作所述乘客筛查系统。

29.如权利要求28所述的检查亭，其中，所述计算机连接到存储以前验证过的乘客身份信息的数据库，乘客验证系统包括：

射线源，该射线源被配置成照射乘客的至少一部分；和

探测器阵列，该探测器阵列被配置成接收穿过或从乘客反射的射线以及产生至少一个图像，所述计算机被配置成将产生的图像与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

30.如权利要求28所述的检查亭，其中，所述计算机被连接到存储以前验证过的乘客身份信息的数据库，所述乘客验证系统包括：

输入装置，该输入装置被配置成接收来自乘客的输入身份信息，所述计算机被配置成将输入的身份信息与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

31.如权利要求30所述的检查亭，其中，所述输入装置包括读卡器，该读卡器被配置成接收来自乘客的乘客输入身份信息，该乘客输入身份信息被储存在磁条、光读编码、RF-读存储芯片的至少一个上，所述计算机被配置成将输入到所述读卡器的输入身份信息与验证过的乘客信息相比较以便于验证乘客的身份。

32.如权利要求28所述的检查亭，其中，所述乘客验证系统包括

虹膜扫描系统、面部图像识别系统、声音识别系统、指纹扫描系统和手扫描系统中的至少一个。

33.如权利要求28所述的检查亭，其中，所述亭子包括底板和从所述底板基本垂直延伸的三个导电侧壁，所述乘客筛查系统包括四极共振探测系统，该四极共振探测系统包括：

电磁罩，该电磁罩包括所述三个壁；和

感应传感器，该感应传感器设置在所述底板内。

34.如权利要求33所述的检查亭，其中，所述底板包括槽式罩，该槽式罩被的尺寸被定为容纳至少一部分所述感应传感器，其中非导电的间隙形成在所述感应传感器和所述槽形罩表面之间。

35.一种用于检查亭子内的对象的方法，包括多个乘客验证系统、至少一个乘客筛查系统、连接到所述乘客验证系统和乘客筛查系统的计算机、所述计算机被配置成接收来自所述乘客验证系统的信息，并基于所述信息操作所述乘客筛查系统，所述方法包括：

提醒乘客选择多个乘客验证系统之一；

基于乘客的输入操作至少一个乘客验证系统；

将由乘客验证系统产生的信息传送到所述计算机；和

基于从所述计算机接收到的信息操作所述乘客筛查系统。

36.如权利要求35所述的方法，还包括基于从所述乘客验证系统接收到的结果启动音频和视频指示中的至少一个。

37.如权利要求35所述的方法，还包括基于从所述乘客筛查系统接收到的结果启动音频和视频指示中的至少一个。

Images