CN109313002A - 威胁检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测威胁——特别是检测与爆炸冲击波和/或引爆相关联的对交通工具的威胁——的方法和系统。该方法通常包括：经由合适电磁检测器布置从在交通工具附近的目标区域接收指示电磁信号或指示电磁信号的数据；以及经由合适的光传感器布置还从在交通工具附近的目标区域接收光信号或指示光信号的数据。然后，该方法包括：响应于在接收到指示威胁的电磁信号之后接收到指示威胁的光信号，生成威胁检测输出。该系统通常实现所描述的方法。本发明还延伸到包括根据本发明的系统的交通工具。

Description

威胁检测方法和系统

技术领域

本发明涉及威胁检测方法和系统，特别涉及针对爆炸冲击波或引爆的冲击波威胁检测方法和系统。

背景技术

在战斗地区和场景中，地雷和飞行中的威胁通常是对诸如装甲或改装商用交通工具的交通工具的最大威胁。在威胁是地雷的情况下，装甲车通常设计有诸如V形壳体、较高的地面间隙、较重的质量、较厚的交通工具地板等的各种被动保护方面，以减轻来自现场遇到的被触发的地雷对装甲车的损害。

尽管被动设计的考虑在一定程度上减轻了对装甲或改装商用交通工具以及其乘员的损害，但是也期望与被动设计结合使用包括例如部分机电爆炸冲击波威胁中断器(BTI)的主动减轻系统(AMS)，以进一步减轻对交通工具的损害并且因此保护其中的乘员。

然而，期望能够至少提早地检测到威胁，以允许有足够的时间借助于冲击波威胁中断器进行干预，从而减轻由于所述威胁而对交通工具和乘员造成损害的风险。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种检测威胁的方法，其中，该方法包括：

经由合适电磁检测器布置接收电磁信号或指示电磁信号的数据；

经由合适光传感器布置接收光信号或指示光信号的数据；以及

响应于在接收到指示威胁的电磁信号之后接收到指示威胁的光信号，来例如以威胁检测输出信号的形式生成威胁检测输出。

该方法可以包括：响应于在接收到指示威胁的电磁信号之后的预定窗时段中接收到指示威胁的光信号，生成威胁检测输出。

该方法可以包括以下步骤：

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足与指示威胁的电磁信号相关联的预定条件；

基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足与指示威胁的光信号相关联的预定条件；以及

响应于在根据指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足预定条件之后的预定窗时段中基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定条件，来生成威胁检测输出。

基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定条件的步骤可以以如下方式发生：

响应于基于指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足相关联的预定条件的相继方式；以及

与基于指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号或指示电磁信号的数据满足相关联的预定条件的步骤基本上并行地。

然而，应当理解，生成威胁检测输出的步骤仅响应于以下而发生：在检测到指示威胁的电信号或确定已经以本文中描述的方式接收到指示威胁的电磁信号之后，在预定时间窗或时段中确定所接收到的光信号满足条件。

应当注意，威胁检测输出信号可以例如具有任何优选的格式，例如TTL(晶体管到晶体管逻辑)、模拟、数字等。

该方法可以用于检测来自在交通工具附近的爆炸冲击波或引爆对交通工具的威胁，其中，该方法包括：从靠近交通工具的目标区域接收电磁信号和光信号或者指示电磁信号和光信号数据。冲击波或引爆可以与针对交通工具的地雷、飞行在空中的威胁等相关联。如果威胁来自地雷，则附近的目标区域可以位于交通工具下方。

与所接收到的电磁信号相关联的预定条件可以包括选自包括以下的组的预定条件：与电磁信号相关联的预定频率条件、预定振幅条件和预定功率量或能量密度条件。

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件的步骤可以包括：基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有在2MHz至8MHz之间的频率范围内的频率。

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件的步骤可以包括：基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有约5MHz的频率。

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件的步骤可以包括：基于指示电磁信号的数据检测或确定以时间方式接收到的后续电磁信号具有满足预定频率条件的频率。

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定振幅条件的步骤可以包括：基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有预定振幅范围内的振幅。

该方法可以包括：响应于基于指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件，来基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定振幅条件。

基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定功率密度或能量密度条件的步骤可以包括：基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有在预定功率密度或能量密度范围内的功率密度或能量密度。

该方法可以包括：响应于基于指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足预定振幅条件，来基于指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足预定功率密度或能量密度条件。

在一个示例性实施方式中，该方法可以包括：对所接收到的电磁信号进行缓冲、放大和以约5MHz对所接收到的电磁信号进行带通滤波。带通滤波器可以具有有限的增益。在一个示例性实施方式中，可以通过积分来获得经滤波信号的功率量或能量密度。利用可调节电平比较器，可以设置用于检测感兴趣电磁信号的最小电平。为此，信号的处理可以是模拟的或数字的。

与所接收到的光信号相关联的预定条件可以包括选自包括以下的组的预定条件：与电磁信号相关联的预定波长条件、预定速度条件和预定光振幅条件。

基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定波长条件的步骤可以包括：基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在紫外频率波长范围与红外频率波长范围之间的波长频率波长。

基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定速度条件的步骤可以包括：基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在预定速度范围内的速度。

该方法可以包括：响应于基于指示光信号的数据检测到或确定所接收到的光信号满足预定波长条件，来基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定速度条件。

基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定振幅条件的步骤可以包括：基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在预定振幅范围内的振幅。

该方法可以包括：响应于基于指示光信号的数据检测到或确定所接收到的光信号满足预定速度条件，来基于指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足预定振幅条件。

该方法可以包括：生成和发出下面将描述的编码光信号，以对抗电子对抗作战手段。

应当理解，该方法可以包括：将威胁检测输出发送至合适的冲击波威胁中断器(BTI)装置。

在一个示例性实施方式中，所接收到的光信号可以被缓冲、放大并且以25kHz进行低通滤波。低通滤波器可以具有有限的增益。可调节电平比较器可以确保光信号电平高于某个阈值。可调节速度比较器可以确保光信号振幅速度高于某个阈值，并且还可以确保该信号具有可接受的功率密度水平。

应当理解，与关联于威胁的电磁信号和光信号相关联的预定条件可以是与威胁相关联的电磁签名和光学签名。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于检测威胁的系统，其中，该系统包括：

电磁检测器布置，用于接收电磁信号；

光传感器布置，用于接收光信号；以及

威胁检测输出模块，该威胁检测输出模块耦接至电磁检测器布置和光传感器布置，其中，威胁检测输出模块被配置成：在接收到指示威胁的电磁信号之后的预定窗时段内接收到指示威胁的光信号的情况下，生成威胁检测输出。

威胁检测输出模块可以被配置成生成威胁检测输出作为威胁检测输出信号。

威胁检测输出模块可以被配置成检测或确定所接收到的光信号指示威胁。在这方面，该威胁检测输出模块还可以被配置成检测或确定由检测器布置接收到指示威胁的电磁信号。

威胁检测输出模块可以以模拟方式和数字方式中的一种或两种被配置成：

确定所接收到的电磁信号满足与指示威胁的电磁信号相关联的预定条件；

确定所接收到的光信号满足与指示威胁的光信号相关联的预定条件；以及

响应于在确定所接收到的电磁信号满足预定条件之后的预定窗时段中确定所接收到的光信号满足预定条件，来生成威胁检测输出。

与所接收到的电磁信号相关联的预定条件可以包括选自包括以下的组的预定条件：与电磁信号相关联的预定频率条件、预定振幅条件和预定功率量或能量密度条件。

威胁检测输出模块可以被配置成通过确定电磁信号具有在2MHz至8MHz之间的频率范围内的频率来确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件。

威胁检测输出模块可以被配置成通过确定电磁信号具有5MHz的频率来确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件。

威胁检测器输出模块可以包括滤波器布置，该滤波器布置被配置成在约5MHz处将带通滤波器应用于所接收到的电磁信号以获得经滤波信号。带通滤波器可以具有有限的增益。

威胁检测输出模块可以被配置成通过确定以时间方式接收到的后续电磁信号具有满足预定频率条件的频率来确定所接收到的电磁信号满足预定频率条件。

威胁检测输出模块可以被配置成通过确定所接收到的电磁信号具有在预定振幅范围内的振幅来确定所接收到的电磁信号满足预定振幅条件。威胁检测输出模块的该操作和其他操作可以根据情况通过合适的模拟或数字电子部件来实现。

威胁检测输出模块可以被配置成通过确定所接收到的电磁信号具有在预定功率密度或能量密度范围内的功率密度或能量密度来确定所接收到的电磁信号满足预定功率密度或能量密度条件。

威胁检测器输出模块可以包括合适的积分器，该积分器被配置成获得通过5MHz处的合适的带通滤波器进行滤波后所接收到的电磁信号并且对所接收到的电磁信号进行积分，以获得预定范围或值内的预定功率量或能量密度。

威胁检测器输出模块可以包括合适的可调节电平比较器，该可调节电平比较器可以被配置成被设置在用于具有感兴趣特定频率的特定电磁信号的检测的预定电平处。

与所接收到的光信号相关联的预定条件可以包括选自包括以下的组的预定条件：与电磁信号相关联的预定波长条件、预定速度条件和预定光振幅条件。

威胁检测器输出模块可以被配置成通过确定所接收到的光信号具有在紫外频率波长范围与红外频率波长范围之间的波长频率波长来确定所接收到的光信号满足预定波长条件。例如，通过被配置成接收所述范围内的信号的电路或者通过比较所接收到的信号，特别是将指示所接收到的信号的数据与存储的预设数据进行比较。

威胁检测器输出模块被配置成通过确定所接收到的光信号具有预定速度范围内的速度来确定所接收到的光信号满足预定速度条件。例如，通过被配置成接收所述范围内的信号的电路或者通过比较所接收到的信号，特别是将指示所接收到的信号的数据与存储的预设数据进行比较。

威胁检测器输出模块可以被配置成通过确定所接收到的光信号具有在预定振幅范围内的振幅来确定所接收到的光信号满足预定振幅条件。例如，通过被配置成接收所述范围内的信号的电路或者通过比较所接收到的信号，特别是将指示所接收到的信号的数据与存储的预设数据进行比较。

光传感器布置可以包括合适的装置，该合适的装置被配置成发出编码光信号，其中，光传感器布置被配置成接收这样的编码信号的反射。

系统可以是位于交通工具中用于检测来自在交通工具附近的爆炸冲击波或引爆对交通工具的威胁的车载系统。

电磁检测器布置和光传感器布置可以安装到交通工具，以从靠近交通工具的目标区域接收信号。

电磁传感器布置可以包括合适传感器，该传感器被配置成感测电磁信号，并且其中，光传感器布置包括用于感测光信号的合适传感器。

系统可以包括冲击波威胁中断器，该冲击波威胁中断器在接收到冲击波检测输出时能够进行操作。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括如本文中所述的系统的交通工具。

根据本发明的第四方面，提供了一种检测威胁的方法，其中，该方法包括：

检测或确定经由电磁检测器布置接收到的至少一个电磁信号是否满足指示威胁的一个或更多个预定条件；以及

在检测到或确定所接收到的电磁信号满足指示威胁的一个或更多个预定条件之后经由合适的光传感器布置接收到的光信号满足指示威胁的一个或更多个预定条件的情况下，生成威胁检测输出。

根据本发明的第五方面，提供了一种具有指令的非暂态计算机可读介质，当所述指令在在一个或更多个处理器上被执行时，使非暂态计算机可读介质执行本文中描述的方法中的任何一种。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的交通工具中的根据本发明的示例性实施方式的系统的示意图；

图2示出了根据本发明的示例性实施方式的电磁检测器布置的示意图；

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的电磁天线的示意图；

图4示出了根据本发明的示例性实施方式的光传感器布置的示意图；

图5示出了根据本发明的示例性实施方式的方法的高水平流程框图；

图6示出了根据本发明的示例性实施方式的方法的低水平流程框图；

图7示出了根据本发明的示例性实施方式的电磁检测器布置输出的曲线图；

图8示出了根据本发明的示例性实施方式的光传感器布置输出的曲线图；

图9示出了针对埋在100毫米潮湿土壤中的0.5千克炸药的系统输出的曲线图；

图10示出了针对埋在100毫米潮湿土壤中的4千克炸药的系统输出的曲线图；以及

图11示出了根据本发明的示例性实施方式的系统的示意性电路图。

具体实施方式

提供本发明的以下描述作为本发明的可行教导。相关领域的技术人员将认识到，可以对所描述的实施方式进行许多改变，同时仍然获得本发明的有益效果。同样明显的是，通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征，可以获得本发明的一些期望的益处。因此，本领域技术人员将认识到，对本发明的修改和调整是可以的，并且在某些情况下甚至可以是期望的，并且该修改和调整是本发明的一部分。因此，提供以下描述是为了说明本发明的原理而不是对其的限制。

参照附图的图1，在图1中，根据本发明的示例性实施方式的威胁检测系统一般由附图标记10表示。威胁检测系统10被并入交通工具12中，特别地被并入通常在战斗场景中使用的装甲或改装交通工具。在这方面，威胁检测系统10通常用于检测以下述形式对交通工具12的威胁特别是军事性质的威胁：诸如火箭推进式榴弹(PRG)的飞行中的威胁以及通常在交通工具12下方由交通工具12在其上的行驶而引爆的地雷。交通工具12可以选自被配置成在表面上穿过的汽车、卡车、皮卡、运动型多功能交通工具、坦克或装甲车等，但是不排除以任何其他移动对象(例如飞机；或水上船舶，如船)的形式的交通工具12。

为了便于解释，将参照用于对来自埋在交通工具12穿过的表面下方的地雷14的地雷引爆进行检测的威胁检测系统10。

威胁检测系统10包括用于检测或感测电磁信号的电磁检测器布置16。在一个示例性实施方式中，检测器布置16包括如图2所示的合适的电磁感测电路16.1和如图3所示的天线16.2。

电路16.1可以是用于检测和/或感测由天线16.2接收到的电磁信号的包括电源和传统电子部件诸如选自电阻器、电容器、电感器等电子部件的传统电路。如图3所示的天线16.2通常是但不限于在印刷电路板上蚀刻的或由以同心排列的正方形切割的薄铝条构成的平面天线，以检测与地雷14的引爆相关联的电磁信号。天线16.2通常齐平地位于交通工具12上(例如在交通工具下方)并且被配置成感测和/或检测至少在2MHz至8MHz范围之间的信号。

图1中的系统10也包括用于检测或感测光信号的光传感器布置18。参照附图的图4，光传感器布置18包括作为电路18.1的合适的光传感器，以检测光信号，例如与交通工具12下方的地雷14的引爆相关联的光信号。光传感器布置18(通常是电路18.1)可以包括合适的电源和电子部件诸如选自电阻器、电容器和/或类似物的电子部件。布置18(特别是电路18.1)包括位于交通工具12下方的合适的光电二极管，并且布置18被配置成感测在UV频率波长范围与红外频率波长范围之间或者在250nm与950nm之间的光信号。在一个示例性实施方式中，光传感器布置18可以通过编码的紫外/红外发射器主动照射交通工具12下方的区域，以不会由于反电子作战技术生成错误信号。

传感器布置16、18两者都有效地监视在交通工具附近的目标区域以检测威胁。在下面讨论的本示例性实施方式中，系统10随着交通工具穿过地形有效地监视交通工具12下面的目标区域，以检测例如来自由交通工具12触发的地雷的爆炸冲击波和/或引爆。

威胁检测系统10还包括威胁检测输出模块20，该威胁检测输出模块20能够被操作成例如以如下面将讨论的威胁检测输出信号的形式生成威胁检测输出。

本发明领域的技术人员将理解，威胁检测输出模块20可以通过以下来实现：例如用于提供合适的逻辑门的模拟部件和电路系统，诸如运算放大器、晶体管、二极管、电阻器等；一个或更多个处理器，诸如一个或更多个微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)；或者用于实现本文中所描述的功能的基于模拟和处理器的数字部件的组合。在这方面，应当理解，说明书中的术语“模块”可以被解释为模拟电路系统、代码的可识别部分、计算或可执行指令、数据或计算对象，以实现特定功能、操作、处理或程序。由此可见，模块不需要以软件或硬件来实现。模块可以以软件、硬件或者软件和硬件的组合来实现。此外，模块不需要并入一个装置或部件中而是可以跨多个装置和/或部件分布。

在由处理器提供的模块20的情况下，处理器可以在存储在处理器存储器或外部存储器中的一组非暂态计算机可执行指令下进行操作，当该组非暂态计算机可执行指令被执行时使处理器提供本文中所描述的模块20的功能。因此，处理器可以包括电磁和光学接收器模块(未示出)，该电磁和光学接收器模块能够被操作成接收与分别由布置16和18——如本领域技术人员将理解的那样以可选择的方式即仅接收感兴趣信号，或者以非辨别的方式即接收所有感测的信号并且由模块20实现辨别——检测到的电磁信号和光信号对应的数据。

虽然模块20在本文中被描述为与布置16、18分开的模块，但是应当理解，布置16、18的部件和/或功能可以交叠。

应当注意，交通工具12可以包括通信地耦接至系统10的冲击波威胁中断器(BTI)单元22，以接收如下所讨论的那样生成的威胁检测信号。BTI 22可以是传统的机电装置，该机电装置能够被操作成在检测到地下地雷14的引爆时减轻对交通工具12及其乘员造成的损害。在一些示例性实施方式中，系统10还可以包括BTI 22。

在一些示例性实施方式中，系统10可以包括诸如原电池或可再充电电池或装置的合适的供电单元，以以常规方式从交通工具12汲取电力以向系统10提供电力，包括向布置16、18提供电力。为此，本发明领域的技术人员将理解，为了便于说明，从附图中省略了某些部件、电路系统例如驱动器等。

将参照图5至图10，特别是图5和图6来说明系统10在使用中的操作，图5和图6示出了根据本发明的示例性方法的流程图。虽然参照系统10说明了图5和图6的方法，但是本发明领域技术人员将理解，示例性方法可以与其他系统一起使用，在本文中不作为具体情况描述。

参照图5，一般由附图标记30指示根据本发明的示例性实施方式的高水平方法的流程图。方法30通常由系统10实现，并且包括重置系统10和为传感器布置16、18供电的步骤。这通常在交通工具12启动时自动完成，或者在交通工具处于战斗区域中时手动完成。方法30基本上是用于检测交通工具12下方的地雷14的引爆的高水平方法。

当交通工具12穿过表面时，方法30包括：在框32处，经由电磁和光学检测器/传感器布置16、18从在交通工具12附近或在交通工具12下方特别是交通工具12下面的区域接收指示电磁信号和光信号或者指示电磁信号和光信号的数据。在这方面，应当理解，与由布置16、18发射用于由例如模块20接收的选择性信号相反，在这方面的术语“接收”也可以理解为表示通过布置16、18进行的检测或感测。

响应于接收到电磁信号，方法30可以包括：在框34处，通过威胁检测模块20检测或确定所接收到的电磁信号是否满足或符合指示威胁的预定条件，特别是与关联于威胁的电磁信号相关联的预定条件。在这方面，应当注意，对不定冠词语的引用不一定被解释为对“一个”的引用，但是可以理解为表示“至少一个”。在这方面，预定条件可以是与威胁相关联的一个或更多个预定条件。预定条件可以是函数例如数学模型/函数和/或可以与引爆的地雷14的深度、埋有地雷14的表面材料的类型等有关。由此可见，预定条件与要检测的威胁有关。

步骤34可以由模块20通过使用模拟部件以模拟方式来完成，该模拟部件对从电磁检测器布置16接收到的与感测到或检测到的电磁信号对应的模拟输出进行处理，从而基本上检测到来自布置16的接收到的电磁信号指示威胁。可替选地，由模块20实现的框34处的步骤可以由处理器实现，该处理器对指示由电磁接收器布置16例如从操作地连接至布置16或形成布置16的一部分的合适的模拟数字转换器(未示出)接收到的电磁信号的数字数据进行处理。应当理解，指示或与由电磁检测器布置16感测到的电磁信号对应的数据可以存储在合适的存储器装置中。在任何情况下，模块20能够被操作以检测或确定所接收到的电磁信号或相关联的数据的属性是否满足或与指示威胁的预定和/或预设值基本上匹配，如下面所描述的那样。

在图7中示出了作为实验设置的一部分的针对在潮湿的沙地中引爆不同炸药的来自检测器布置16的示例性滤波输出的曲线图。根据图7的曲线图，应当注意到，在从炸药的引爆起约8μs处检测到有用的信号。4kg的较大炸药与0.5kg的炸药引爆相比产生较大的信号振幅，并且可以被描述成在标称5MHz下的4kg炸药信号中的较高的功率密度水平。

由此可见，在一个示例性实施方式中，步骤34可以包括：检测或确定所接收到的电磁信号是否具有约5MHz的频率。

响应于并且在模块20检测到或确定所接收到的电磁信号满足或符合一个或更多个预定条件之后，方法30包括：在框36处，还通过威胁检测模块20检测或确定由布置18接收到的特定光信号是否满足或符合与威胁相关联的一个或更多个预定条件。预定条件可以是函数例如数学模型/函数和/或可以与引爆的地雷14的深度、埋有地雷14的表面材料的类型等有关。在一些示例性实施方式中，方法30可以包括：操作传感器布置18，以响应于检测到或确定所接收到的电磁信号满足和/或符合一个或更多个预定条件来接收光信号。然而，应当理解，不一定都是这种情况，因为虽然确定接收到的光信号是否指示威胁的步骤仅在确定电磁信号指示威胁之后发生，但布置18也可以以连续的方式接收光信号。

应当注意，框36的步骤可以由模块20通过使用模拟部件以模拟方式来完成，该模拟部件对从光传感器布置18接收到的与感测到或检测到的光信号对应的模拟输出进行处理，从而基本上检测到所接收到的光信号指示威胁。可替选地，框36处的步骤可以由处理器实现，该处理器对指示从光接收器布置18例如从合适的模拟数字转换器接收到的与由布置18利用存储在合适的存储器装置中的数据感测到的光信号对应的信号的数字数据进行处理。在任何情况下，应当理解，模块20可以能够被操作成确定所接收到的光信号是否具有满足或符合指示威胁的预定和/或预设值的属性，如下面所描述的那样。

在图8中示出了作为实验设置的一部分的针对在潮湿的沙地中引爆不同炸药的来自传感器布置18的示例性滤波输出的曲线图。根据图8的曲线图，应当注意，在从炸药的引爆起约20μs处检测到有用的信号。应当理解，信号的削波是在用于获得曲线的示波器或数据获取系统上选择的标度和零电平的结果。

在一个示例性实施方式中，步骤36可以包括：在上面的步骤34之后的预定时间内确定所接收到的光信号在紫外(UV)频率范围与红外(IR)频率范围之间，如下面将进一步解释的那样。

响应于模块20确定所接收到的光信号符合一个或更多个预定条件，方法30可以包括：在框38处，通过模块20电子地生成指示在交通工具12附近或在交通工具12下方的地雷已被引爆的威胁检测信号。

方法30还可以包括以下步骤：将所生成的冲击波检测信号发送至BTI24，以减轻交通工具12引爆的地雷的影响。

参照附图的图6，在图6中根据本发明的示例性实施方式的方法的流程图总体上由附图标记40指示。应当理解，方法40是如上所述的高水平方法30的更详细描述。

在任何情况下，当交通工具12穿过表面时，方法40包括：在框42处，经由传感器布置16、18接收电磁信号和光信号，如上面所描述的那样。方法40包括：在框44处，检测或确定是否由电磁检测器布置16接收到2MHz至8MHz的频率范围内的电磁信号。如本文中所描述的，这可以通过布置16相关联的电路系统来完成，或者布置16被调谐或者被设置在用于检测仅在上述频率范围之间的信号的某一电平。替代地，如将理解的，这可以通过模块20对指示由布置16感测到的信号的数据进行比较以确定信号是否落在上述频率范围内来实现。

在优选的示例性实施方式中，检测器布置16被调谐到5MHz的标称频率，如将理解的，该频率出现在引爆过程中的早期。为此，对来自布置16的所接收到的电磁信号进行缓冲、放大、并且以约5MHz进行模拟带通滤波(约5MHz是通常接收到所捕获的原始电磁信号的最高功率密度之处)。在该示例性实施方式中，带通滤波器具有有限的增益，并且利用可调节的电平比较器可以设置最小电平。

如果接收到的电磁信号在前述2MHz至8MHz的频率范围内，则方法40可以包括以下步骤：在框46处，根据指示接收到的电磁信号的数据检测或确定在时间上随后接收到的电磁信号是否在Freq1与Freq2的其他频率范围内(例如在2MHz至5MHz和/或5MHz至8MHz范围之间)，以对抗寻求扰乱系统10并且因此提供错误警报的电子作战技术。

如果确实存在更多频率，则这指示潜在可行的电磁信号，因此方法40可以包括：在框48处，经由模块20检测或确定所接收到的电磁信号是否具有超过预定预设的电磁振幅的振幅。该预定预设振幅可以随EM信号处理电路系统的总增益(例如50mV)而不同。因此模块20可以能够被操作成将接收到的电磁信号的振幅与预设的振幅进行比较，以执行所述检测或确定。电磁振幅对应于引爆的爆炸质量，并且由此可见，该步骤对其中非威胁爆炸质量对应地不会引起威胁检测信号触发的威胁质量进行辨别。

响应于确定电磁振幅超过所述预设振幅，方法40可以包括：在框50处，经由模块20检测或确定所接收到的电磁信号是否具有大于预定预设值的电磁积分。这可以通过合适的功率密度门来实现，在该合适的功率密度门中，增益、电平/值取决于积分的时间常量(即用于对信号积分的R-C部件的值；或在是数字的情况下积分时间的值)。为此，应当理解，模块20可以被配置成将接收到的电磁信号的功率密度与预设值的功率密度进行比较，以执行进而与引爆的接近度相关的所述检测或确定。出于生成威胁检测信号的目的，对系统10而言通常感兴趣是1.5米内的引爆。电平比较器仅具有检测功率密度信号电平的可调节“参考”(非增益)。

响应于检测到或确定所接收到的电磁信号具有大于预设值的积分值，方法40包括：在框52处，经由模块20实现或生成约50μs的窗时段或确认门，以确认在所述时间窗之间发生的光学事件。这是因为在特征电磁发出或签名之后，特别是在电磁发出之后的特定时间窗内，地雷14的引爆具有特征光学发出或签名。

应当注意，模块20可以包括合适的定时器、时钟或对应电路系统，以实现或换言之启动窗时段的定时计数。

特别地，方法40包括：在框54处，经由模块20确定约50μs的时间窗是否已经到期，如果没有到期，则方法40包括：在框56处，经由模块20或布置18检测或确定在时间窗中是否已经接收到来自光传感器布置18的在UV或IR频率范围内的光信号。

如果已经接收到光信号，则方法40包括：在框58处，通过模块20检测或确定所接收到的光信号的梯度是否大于预定预设值。换言之，方法40可以包括：确定光签名改变的速度大于预设水平。在这方面，光传感器布置18感测的通常在交通工具12下方区域可以被编码的UV/IR发射器主动照射，以使电子作战威胁和与电子作战威胁相关联的错误警报最小化。在这方面，将注意到，在一些示例性实施方式中，太阳发光并且照射在交通工具12附近和下方的区域(借助于散射和反射)——光传感器布置18检测由于引爆引起的“砂泡”从表面弹出导致的该照射区域的改变。在编码照射的情况下，所述编码照射取代太阳，从而在交通工具下方(白天和夜晚)创建可控签名，并且同时对抗电子作战。

响应于确定光信号的梯度大于所述预设值，方法40可以包括：在框60处，经由模块20检测或确定所接收到的光信号的振幅是否大于预定预设值。该电平可以由布置18的光信号处理电路系统的增益以及编码的UV/IR发射器的照射电平来确定。

在一个示例性实施方式中，由光传感器布置18接收到的光信号在框58和框60处以被缓冲、放大并且以25kHz进行模拟低通滤波。低通滤波器具有有限的增益。在框60处，可调节电平比较器确保光信号水平高于特定阈值，并且还确保信号具有可接受的功率密度水平。

在任何情况下，应当理解，响应于确定光信号振幅大于预设值，方法40可以包括：在框62处，通过模块20以如上所述的方式生成威胁检测信号并且将该威胁检测信号输出至BTI 24。应当理解，如果50μs窗关闭并且未接收到符合预设条件的合适光信号，则方法40可以包括重置方法40。类似地，如果接收到不合适的电磁信号，则重新开始方法40。将理解的是，方法40是随着交通工具12穿过表面连续循环的连续方法。

在一个示例性实施方式中，如上面所提及的那样通过模块20检测和确定的一个或所有步骤可以通过合适的预配置的模拟比较器来实现，如本发明领域中将理解的那样。替代地，或另外地，如上面所提及的那样通过模块20检测和确定的一个或所有步骤可以通过合适的处理器和存储在合适的存储器装置上的数据以数字方式来实现。

应当理解，虽然图5和图6的方法30和40示出了在威胁检测输出/输出信号之后的循环方法，但是应当理解，方法30和40可以分别在步骤38和62处生成威胁检测输出/输出信号时结束。

参照附图的图9至图11，其中，示出了根据本发明的示例性实施方式的系统100的模拟实施方式的输出。应当理解，系统100通常包括适于以与本文中所述的系统10基本相似的方式提供系统100的功能的模拟部件，例如合适的运算放大器、电阻器、电容器、二极管、门电路(即“与”“或”)、比较器、合适的布线/焊接等。由此可见，系统100基本上类似于上述系统10，并且因此可以理解，上面提供的描述可以适用于系统100。然而，应当注意，系统100未示出布置16、18，而仅示出了在X和Y处接收到的来自所述布置16、18的输出或信号。为此，应当理解，系统100的大部分可以适于执行模块20的步骤。

在任何情况下，图9示出了针对埋在100mm潮湿土壤中的0.5kg炸药的系统100的输出。为了便于理解图9的曲线图，在系统100中的各个点处通过系统100顺序地发生的事件A至H从曲线图中的底部到顶部被定位，因为事件A至H通过系统100在时间上顺序地“运行”。因此，来自布置16的原始电磁数据A首先从底部开始，然后是经5MHz带通滤波的电磁信号B，该电磁信号B是加权的功率密度C并且被馈送到由模块20实现的电磁比较器中，模块20基于可调节的电平来判定是否可以激活有效时间窗D。在这种情况下，在图9中，EM电平和/或功率密度太低(对于模拟大型杀伤人员地雷的0.5kg炸药)，并且因此不会生成威胁检测信号H。在图9中，光信号传感器布置18在窗时段G内检测到指示引爆的振幅(电平)E和功率密度F的光信号。然而，在没有有效的电磁信号的情况下，不会发出威胁检测信号H。因此，因为对交通工具的潜在危险，0.5kg的冲击波被系统拒绝。

参照附图的图10，图10基本上类似于图9的曲线图。然而，图10与4kg炸药(模拟小地雷)相关联。在该示例性实施方式中，生成监视合适的光信号的有效时间窗。在图10的曲线图中，可以注意到，在67μs之后发出检测信号H，因此为BTI 24能够作出反应提供足够的时间。

如本文中所描述的本发明提供了一种用于快速地检测对交通工具造成威胁的地雷引爆的方便方式和方法，以能够及时操作冲击波威胁中断器装置。因此，如本文中所描述的本发明可以提供一种能够在引爆之后但在能够采取冲击波减轻动作的时间范围内检测威胁的方便方式。

Claims (46)

1.一种检测威胁的方法，其中，所述方法包括：

经由合适电磁检测器布置接收电磁信号或指示电磁信号的数据；

经由合适光传感器布置接收光信号或指示光信号的数据；以及

响应于在接收到指示威胁的电磁信号之后接收到指示威胁的光信号，生成威胁检测输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：响应于在接收到指示威胁的所述电磁信号之后的预定窗时段中接收到指示威胁的所述光信号，来生成所述威胁检测输出。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括：

基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足与指示威胁的电磁信号相关联的预定条件；

基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足与指示威胁的光信号相关联的预定条件；以及

响应于在根据所述指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足所述预定条件之后的所述预定窗时段中基于所述指示光信号的数据检测到或确定所接收到的光信号满足所述预定条件，来生成所述威胁检测输出。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定条件的步骤以如下方式发生：

响应于基于所述指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足所述相关联的预定条件的相继方式；或者

与基于所述指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号或指示电磁信号的数据满足所述相关联的预定条件的步骤基本上并行地。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述威胁检测输出是威胁检测输出信号。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法用于检测来自在交通工具附近的爆炸冲击波或引爆对所述交通工具的威胁，其中，所述方法包括：从靠近所述交通工具的目标区域接收电磁信号和光信号或者指示电磁信号和光信号的数据。

7.根据权利要求3或4所述的方法，其中，与所接收到的电磁信号相关联的所述预定条件包括选自包括以下的组的预定条件：与所述电磁信号相关联的预定频率条件、预定振幅条件和预定功率量或能量密度条件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件中，所述方法包括：基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有在2MHz至8MHz之间的频率范围内的频率。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件中，所述方法包括：基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有约5MHz的频率。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件中，所述方法包括：基于所述指示电磁信号的数据检测或确定以时间方式接收到的后续电磁信号具有满足预定频率条件的频率。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，在基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定振幅条件中，所述方法包括：基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有在预定振幅范围内的振幅。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括：响应于基于所述指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件，来基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定振幅条件。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，在基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定功率密度或能量密度条件中，所述方法包括：基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号具有在预定功率密度或能量密度范围内的功率密度或能量密度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法包括：响应于基于所述指示电磁信号的数据检测到或确定所接收到的电磁信号满足所述预定振幅条件，来基于所述指示电磁信号的数据检测或确定所接收到的电磁信号满足所述预定功率密度或能量密度条件。

15.根据权利要求3、4以及7至14中任一项所述的方法，其中，与所接收到的光信号相关联的所述预定条件包括选自包括以下的组的预定条件：与所述电磁信号相关联的预定波长条件、预定速度条件和预定光振幅条件。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定波长条件中，所述方法包括：基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在紫外频率波长范围与红外频率波长范围之间的波长频率波长。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，在基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定速度条件中，所述方法包括：基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在预定速度范围内的速度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述方法包括：响应于基于所述指示光信号的数据检测到或确定所接收到的光信号满足所述预定波长条件，来基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定速度条件。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，在基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定振幅条件中，所述方法包括：基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号具有在预定振幅范围内的振幅。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法包括：响应于基于所述指示光信号的数据检测到或确定所接收到的光信号满足所述预定速度条件，来基于所述指示光信号的数据检测或确定所接收到的光信号满足所述预定振幅条件。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：生成和发出编码光信号。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：将所述威胁检测输出发送至合适的冲击波威胁中断器(BTI)装置。

23.一种用于检测威胁的系统，其中，所述系统包括：

电磁检测器布置，其用于接收电磁信号；

光传感器布置，其用于接收光信号；以及

威胁检测输出模块，所述威胁检测输出模块耦接至所述电磁检测器布置和所述光传感器布置，其中，所述威胁检测输出模块被配置成：在接收到指示威胁的电磁信号之后的预定窗时段内接收到指示威胁的光信号的情况下，生成威胁检测输出。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成生成所述威胁检测输出作为威胁检测输出信号。

25.根据权利要求23或权利要求24所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成检测或确定所接收到的光信号指示威胁。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成检测或确定由所述检测器布置接收到指示威胁的电磁信号。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块以模拟方式和数字方式中的一种或两种被配置成：

确定所接收到的电磁信号满足与指示威胁的电磁信号相关联的预定条件；

确定所接收到的光信号满足与指示威胁的光信号相关联的预定条件；以及

响应于在确定所接收到的电磁信号满足所述预定条件之后的所述预定窗时段中确定所接收到的光信号满足所述预定条件，来生成威胁检测输出。

28.根据权利要求27所述的系统，其中，与所接收到的电磁信号相关联的所述预定条件包括选自包括以下的组的预定条件：与所述电磁信号相关联的预定频率条件、预定振幅条件和预定功率量或能量密度条件。

29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成通过确定所述电磁信号具有在2MHz至8MHz之间的频率范围内的频率来确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件。

30.根据权利要求28或29所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成通过确定所述电磁信号具有5MHz的频率来确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件。

31.根据权利要求28至33中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测器输出模块包括滤波器布置，所述滤波器布置被配置成在约5MHz处将带通滤波器应用于所接收到的电磁信号以获得经滤波信号。

32.根据权利要求28至31中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成通过确定以时间方式接收到的后续电磁信号具有满足预定频率条件的频率来确定所接收到的电磁信号满足所述预定频率条件。

33.根据权利要求28至32中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成通过确定所接收到的电磁信号具有在预定振幅范围内的振幅来确定所接收到的电磁信号满足所述预定振幅条件。

34.根据权利要求28至33中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测输出模块被配置成通过确定所接收到的电磁信号具有在预定功率密度或能量密度范围内的功率密度或能量密度来确定所接收到的电磁信号满足所述预定功率密度或能量密度条件。

35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述威胁检测器输出模块包括合适的积分器，所述积分器被配置成获得通过5MHz处的合适的带通滤波器进行滤波后所接收到的电磁信号，并且对所接收到的电磁信号进行积分，以获得预定范围或值内的预定功率量或能量密度。

36.根据权利要求28至35中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测器输出模块包括合适的可调节电平比较器，所述可调节电平比较器被配置成被设置在用于具有感兴趣特定频率的特定电磁信号的检测的预定电平处。

37.根据权利要求27至36中任一项所述的系统，其中，与所接收到的光信号相关联的所述预定条件包括选自包括以下的组的预定条件：与所述电磁信号相关联的预定波长条件、预定速度条件和预定光振幅条件。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述威胁检测器输出模块被配置成通过确定所接收到的光信号具有在紫外频率波长范围与红外频率波长范围之间的波长频率波长来确定所接收到的光信号满足所述预定波长条件。

39.根据权利要求37或38所述的系统，其中，所述威胁检测器输出模块被配置成通过确定所接收到的光信号具有在预定速度范围内的速度来确定所接收到的光信号满足所述预定速度条件。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的系统，其中，所述威胁检测器输出模块被配置成通过确定所接收到的光信号具有在预定振幅范围内的振幅来确定所接收到的光信号满足所述预定振幅条件。

41.根据权利要求23至40中任一项所述的系统，其中，所述光传感器布置包括合适装置，所述合适装置被配置成发出编码光信号，其中，所述光传感器布置被配置成接收这样的编码信号的反射。

42.根据权利要求23至41中任一项所述的系统，其中，所述系统是位于交通工具中用于检测来自在所述交通工具附近的爆炸冲击波或引爆对所述交通工具的威胁的车载系统。

43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述电磁检测器布置和所述光传感器布置被安装到所述交通工具，以从靠近所述交通工具的目标区域接收信号。

44.根据权利要求23至43中任一项所述的系统，其中，所述电磁传感器布置包括合适的传感器，所述传感器被配置成感测电磁信号，并且其中，所述光传感器布置包括用于感测光信号的合适的传感器。

45.根据权利要求23至44中任一项所述的系统，其中，所述系统包括冲击波威胁中断器，所述冲击波威胁中断器在接收到冲击波检测输出时能够进行操作。

46.一种交通工具，包括根据权利要求23至45中任一项所述的系统。