CN109444963A - 安全门检测系统以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全门检测系统以及检测方法，属于安检领域。其技术方案包括可用以检测金属异物的磁传感器阵列，可用以接收磁传感器阵列信息的接收模块，可用以处理图像信息的图像模块，以及可用以显示处理后图像的显示模块；磁传感器阵列由支撑外壳和多个磁传感器构成，多个磁传感器沿竖直方向安置在支撑外壳上；磁传感器阵列与接收模块电性连接，接收模块与图像模块电性连接，图像模块与显示模块电性连接。本发明还包括一种采用上述安全门检测系统的检测方法。本发明应用于安检方面，解决传统安全门过于笨重且无法检测异物位置，具有结构简单和检测准确的特点。

Description

安全门检测系统以及检测方法

技术领域

本发明涉及安全检查设备领域，尤其涉及一种安全门检测系统以及检测方法。

背景技术

安全检测系统主要用于检测人员有无携带金属制品，比如枪支、管制刀具等。当前安检系统的主流还是基于法拉第电磁线圈原理的安检门，这种传统安检门的质量巨大且易受潮、变形，并且绕线容易松动出现漏报、乱报等问题。毫米波、微米波(太赫兹)等新型安检门存在一些固有的缺陷，比如需要一个封闭的环境、体积大、造价昂贵等。基于磁传感器阵列的安检门，不需要主动提供激励信息源，设备系统简单、灵巧，具备极佳的便携性和使用友好度，磁异常信息的传播不受介质的影响，可以用封装材料进行隐蔽，满足隐身探测的要求。

中国发明专利CN106094047A公开了一种基于地磁异常探测的阵列式安检方法及装置。该专利所设计的安检装置利用均匀对称放置有n个地磁传感器的左右支撑柱，分别计算左右支撑柱中的地磁传感器检测到的磁感应强度，比较两者的相似度，相似度在阈值以下说明有违禁物品。

上述安检方法及装置存在以下的缺陷：仅能检测出有无违禁物品，不能检测违禁物品的位置；不能进行去噪处理，并且不能对检测的数据进行显示和存储。

发明内容

本发明针对上述安检方法及装置的不能检测异物位置、噪声干扰较大和缺少显示、存储功能的技术问题，提出一种结构简单、可准确探测金属异物位置并且能输出和储存图像的安全门检测系统以及检测方法。

本发明提供了一种安全门系统及检测方法，多个磁传感器组成的磁传感器阵列与图像模块结合，能够完成准确探测金属异物的位置。在图像模块中还采用了滤波模块，可以降低噪声干扰，有效提高系统检测的准确性。本发明采用显示模块、传输模块和存储控制模块分别与图像模块相连，并通过处理模块，方便的完成磁感应图像数据和铁磁异常位置信息的显示、传输和存储。

附图说明

图1为本发明安全门检测系统的结构示意图；

图2为本发明磁传感器阵列的结构示意图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

本发明提供了一种安全门检测系统，可用于安全检测领域，具有结构简单、可准确探测金属异物位置、能输出和储存图像的优点。

如图1所示，安全门检测系统包括磁传感器阵列1、接收模块21、图像模块22和显示模块3。另外，安全门检测系统还可以设置存储控制模块23、存储器4和传输模块5，实现数据的存储和对外传输。

如图2所示，磁传感器阵列1由多个磁传感器和支撑外壳6构成，磁传感器数量至少为2个。多个磁传感器设置在支撑外壳6内，多个磁传感器在支撑外壳6内呈直线分布，相邻两个磁传感器的间隔相同；支撑外壳6垂直于水平地面安装，多个磁传感器所在直线与水平地面垂直。磁传感器阵列1中每个磁传感器对应一个最佳检测范围，最佳检测范围以磁传感器所在支撑外壳6上的高度为中心并且范围为两个磁传感器的间隔。所有磁传感器的最佳检测范围相加为磁传感器阵列1的检测范围，目标人员高度在磁传感器阵列1的检测范围内的，磁传感器阵列1都可以进行检测。每个磁传感器的最佳检测范围作为每个磁传感器的位置范围。

本实施例中的磁传感器采用磁阻效应传感器，例如各向异性磁电阻(AMR)、巨磁阻(GMR)以及隧道磁电阻(TMR)。铁磁性材料由于其相对磁导率大大高于周围环境中的空气，使得背景地磁场在其附近发生汇聚变形，而这种磁异常现象可以被布置在周围的高精度磁传感器捕捉到。金属异物包含铁磁性材料，例如刀具或枪械等铁磁性危险物品，其在地磁场中可以视作一个磁偶极子，目标人员携带金属异物进入磁感应阵列，可以视作对一个运动的磁偶极子产生磁场的检测。

对同一个目标人员来说，视作一个运动的磁偶极子，其速度矢量、磁矩对于磁传感器阵列1上的所有磁传感器来说都是相同的；磁传感器检测对特定方向的磁感应强度进行检测时，磁传感器检测到的磁感应强度大小只与磁偶极子的相对位置有关。如图2所示，X轴、Y轴和Z轴是互相垂直的三个坐标轴，Y轴为支撑外壳6安置的方向，即垂直于水平面安置；X轴和Z轴在同一个水平面上，Z轴设置为被检测人流的运动方向，X轴为磁传感器安置方向。传感器的敏感方向沿着Z轴，即平行于被检测者运动的方向，这样会达到最佳的检测效果。

磁感应强度波动幅值最大的磁传感器与磁偶极子的相对距离最小，波动幅值最大的磁传感器所对应的检测区域为金属异物的所处位置，即金属异物处于该磁传感器的位置范围，确认了金属异物的所处位置。磁传感器输出一个电压信息，电压信息的大小代表了磁感应强度的大小。相应的，多个磁传感器组成的磁传感器阵列1输出一组电压信息。

磁传感器阵列1与接收模块21相连，接收模块21与图像模块22相连。接收模块21接收来自磁传感器阵列1的电压信息，并将信息传送给图像模块22进行处理。接收模块21和图像模块22的功能都可以通过单片机2实现，接受模块和图像模块22可以设置在同一块单片机2上。

如图1所示，图像模块22包括滤波模块221和处理模块222，接收模块21与滤波模块221相连，滤波模块221与处理模块222相连。来自磁传感器阵列1的电压信息中存在1/f噪声，接收模块21将上述电压信息传送给通滤波子模块，滤波模块221通过低通数字滤波，减少信息采集时的随机干扰误差。低通数字滤波能有效提高信息的分辨率，进一步提高检测的准确性。处理模块222内部设置有预置值，预置值为未携带金属异物时磁传感器的最大检测值。处理模块222根据滤波后的磁传感器阵列1电压信息，比较多个磁传感器的磁感应强度与预置值的大小，检测的磁感应强度超过预置值时，说明目标人员携带有金属异物；处理器比较磁传感器阵列1中各磁传感器检测的磁感应强度大小，检测到磁感应强度最大的磁传感器为距离金属异物最近的磁传感器，即金属异物处于该磁传感器对应的位置范围中。同时，处理还根据滤波后的磁传感器阵列1电压信息，输出每个磁传感器的位置范围对应的磁感应强度幅值数据。

图像模块22输出一个每个传感器与时间相关的磁感应强度图像信息，并在显示模块3中显示，磁传感器阵列1中每个磁传感器在时间域上磁感应强度的数值对应输出图像的每个像素点。在本实施例子，显示模块3为TFT液晶显示屏，采用了(但不局限于)的液晶显示屏为FPC2667；根据输出的磁感应强度幅值图像来判断金属异物所处的相对位置。磁感应强度幅值波动最大的磁传感器为距金属异物相对位置最小的磁传感器，金属异物所处的相对位置在该磁传感器的位置范围内。还可以将磁传感器的信息转换为位置范围，直接在显示器图像中显示。在本实施例中，位置范围为一个距地面高度的范围；在目标人员携带金属异物时，显示器图像显示在距地面高度的范围内磁感应强度幅值波动最大，金属异物就在目标人员对应高度的地方，方便安检人员有针对性的对目标人员进行再次检查。

存储器4与存储控制模块23相连，存储控制模块23与图像模块22与相连。在本实施例中，存储控制模块23通过单片机2实现，存储控制模块23、接收模块21和图像模块22通过同一个单片机2实现。存储控制模块23从处理模块222获取图像信息和金属异物位置信息，并存储到存储器4中。存储控制模块23同样也能从存储器4中读取图像信息和金属异物位置信息。

传输模块5与图像模块22相连，传输模块5还设置有与外部设备相连的输出接口，向外部设备输出图像信息和金属异物位置信息。传输模块5的输出接口可以采用以下接口的任意一个或多个：低功耗窄域网接口、以太网接口、RS232接口、USB接口、工业以太网控制自动化接口技术。外部设备也可以顺次通过传输模块5、图像模块22和存储控制模块23读取存储器4中的图像信息和金属异物位置信息。

本申请还发明了一种安全门检测方法，采用上述的安全门检测系统，该方法包括以下的具体步骤：

被检测人员通过安全门，磁传感器阵列1产生磁感应强度信息，磁感应强度信息包括多个磁传感器的信息。

接收模块21接收磁感应强度信息并传送给图像模块22中的滤波模块221，滤波模块221对信息降噪后传送给处理模块222，处理模块222比较多个磁传感器的磁传感强度与预置值的大小，同时处理模块222将磁感应强度信息处理为图像信息。在一个具体实施例的磁感应强度图像中，图像纵轴为位置范围，横轴为时间；图像中坐标点的值为该位置范围对应的磁传感器检测到在该时间的磁感应强度检测值。

当多个磁传感器的磁感应强度均低于预置值时，目标人员未携带金属异物，显示模块3接收处理器的图像信息并显示图像；检测下一个目标人员。

当至少一个磁传感器的磁感应强度均高于预置值时，目标人员携带金属异物，处理模块222比较个磁传感器检测到的磁感应强度的大小，判断金属异物位置；显示模块3接收处理器的异物位置信息和图像信息并显示。距离金属异物最近的磁传感器检测到的磁感应强度最大，金属异物处于该传感器对应的位置范围中，根据金属异物的位置信息对目标人员进行针对性的人工检查。

存储控制模块23接收图像模块22的金属异物位置信息和图像信息，存储控制模块23并存储于外置的存储器4。外接设备可以通过传输模块5实时获取图像信息及金属异物位置信息，实现在外接设备上查看图像信息及金属异物位置信息；外接设备也可以顺次通过传输模块5、图像模块22和存储控制模块23读取存储器4中的图像信息及金属异物位置信息。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.安全门检测系统，其特征在于：包括可用以检测金属异物的磁传感器阵列，可用以接收磁传感器阵列信息的接收模块，可用以处理图像信息的图像模块，以及可用以显示处理后图像的显示模块；

所述磁传感器阵列与所述接收模块电性连接，所述接收模块与所述图像模块电性连接，所述图像模块与所述显示模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的安全门检测系统，其特征在于：所述磁传感器阵列由支撑外壳和多个磁传感器构成，多个所述磁传感器沿竖直方向安置在所述支撑外壳内。

3.根据权利要求1所述的安全门检测系统，其特征在于：图像模块包括可用以去减少随机干扰误差的滤波模块和可用以提供金属异物位置信息并处理图像信息的处理模块，所述显示模块与所述处理模块电性连接，所述处理模块通过所述滤波模块与所述磁传感器阵列电性连接。

4.根据权利要求1所述的安全门检测系统，其特征在于：包括可用以输出图像信息和金属异物位置的传输模块，所述传输模块设置有连接外部设备的输出接口。

5.根据权利要求1所述的安全门检测系统，其特征在于：包括可用以控制信息存储的存储控制模块，以及可用以存储信息的存储器；所述存储器与所述存储控制模块电性连接，所述存储控制模块与所述图像模块相连；所述存储控制模块、所述接收模块和所述图像模块设置在单片机上，所述单片机分别与所述磁传感器阵列和所述显示模块相连。

6.根据权利要求5所述的安全门检测系统，其特征在于：一种安全门检测方法，采用权利要求1-5所述的安全门检测系统，其特征在于，包括以下的具体步骤：

被检测人员通过安全门，磁传感器阵列产生磁感应强度信息；

接收模块接收磁感应强度信息并传送给图像模块，图像模块对磁感应强度信息进行处理；

显示图像模块的处理结果，并指示金属异物位置。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，接收模块接收磁感应强度信息并传送给图像模块，图像模块对磁感应强度信息进行处理的步骤中具体为：

接收模块接收磁感应强度信息并传送给图像模块中的滤波模块，滤波模块对信息降噪后传送给处理模块，处理模块比较多个磁传感器的磁传感强度与预置值的大小，同时处理模块将磁感应强度信息处理为图像信息。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，显示图像模块的处理结果，并指示金属异物位置的步骤中具体为：多个磁传感器的磁感应强度均低于预置值时，目标人员未携带金属异物，显示模块接收处理器的图像信息并显示图像；检测下一个目标人员。

9.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，显示图像模块的处理结果，并指示金属异物位置的步骤中具体为：至少一个磁传感器的磁感应强度均高于预置值时，目标人员携带金属异物，处理模块判断金属异物位置，显示模块接收处理器的异物位置信息和图像信息并显示；对目标人员进行人工检查。

10.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：存储控制模块接收异物位置信息和图像信息并存储于外置的存储器；外接设备通过传输模块获取图像信息及金属异物位置信息，实现在外接设备上查看图像信息及金属异物位置信息。