CN109478358B - 用于检测检测区域中的金属物体的方法、设备和系统 - Google Patents

用于检测检测区域中的金属物体的方法、设备和系统 Download PDF

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Abstract

一种检测在旋转门(110)附近安装的发送天线(101)与接收天线(102)之间的检测区域中的金属物体的方法，该方法包括：实时地：对经由接收天线(102)接收的信号进行解调，以提供第一信号(y；501)；通过第一自适应陷波滤波器(201)对第一信号(y；501)进行滤波，以至少抑制滤波信号(e；502)中的基音或者基音和该基音的一个或更多个谐音；以及对该滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲(504)，并且在脉冲出现时，计算脉冲的特征值并确定该特征值是否超过阈值。如果该特征值超过阈值，则设置第一警报检测器。以这种方式，所谓的行窃袋一经过检测区域，就可以可靠地检测到该行窃袋。

Description

用于检测检测区域中的金属物体的方法、设备和系统
电子物品监控(EAS)是用于防止从零售商店入店行窃、从图书馆偷窃书籍或从办公楼搬移财物的技术。特殊标签被固定至诸如商品的物品(例如，衣服和书籍)。当正确地购买或检查物品时，店员会移除这些标签或使这些标签去激活。拆卸器装置用于移除标签，标签可以是能够重复使用的硬标签。使用的拆卸器装置的类型取决于标签的类型。存在各种各样的可用拆卸器，其中大多数拆卸器使用强力磁铁。在商店的出口处，当检测系统感测到有效标签如没有被拆卸器装置从物品上移除的标签时，检测系统发出警报或以其他方式向工作人员报警。
存在各种类型的标签，它们中的一些由两个条带构成：磁致伸缩的铁磁非晶金属的条带和磁性半硬金属材料的条带，该磁性半硬金属材料的条带用作偏置磁铁(以增加信号强度)并允许去激活。这些条带没有绑在一起，而是自由地机械振荡。非晶金属由于其良好的磁弹性耦合而被用在这些系统中，这意味着它们可以将磁能有效地转换成机械振动。
用于这些标签的检测系统通过发送天线来发射与非晶条带的共振频率相同的约58kHz的周期性音调突发脉冲。这导致条带通过磁致伸缩而纵向振动，并且在突发脉冲结束后条带继续振荡。振动导致非晶条带中的磁化改变，这在接收天线中感应出AC电压。如果此信号符合要求的参数(正确的频率、重复等)，则会激活警报。
然而，可以通过将带标签的货物放入袋、所谓的“行窃袋(booster bag)”中来欺骗大多数EAS系统，所谓的“行窃袋”是内衬有铝或其他类型的金属箔的自制袋。
当带标签的货物被放入行窃袋中时，行窃袋将充当法拉第笼，将标签从检测系统的发送天线和接收天线屏蔽。这提供了电磁屏蔽，结果是可能无法通过商店出口处的检测器天线中的安全面板检测到袋内的电子安全标签。
尽管一些供应商声称他们的声磁系统不会由于利用铝箔屏蔽的袋而失效，但是足够量的屏蔽(大约30层的标准20μm箔)将使所有标准系统失效。行窃袋可以是内部内衬有特殊材料(通常是多层铝箔)的普通的购物袋、背包、有口袋的衣服或其他不显眼的容器。
因此，除了用于检测这些标签的系统之外，有时还安装了用于行窃袋的检测系统。用于行窃袋的检测系统通常还包括发送天线和接收天线。然而，由于用于行窃袋的这些检测系统不能依赖于与标签的相互作用，因此它们需要对某些电磁场非常敏感。然而，由于(两种类型的)检测系统被安装在通常具有金属部件的自动门旁边，以覆盖通过门洞的通道，因此这涉及复杂性。自动门可以包括侧铰链门、滑动门或旋转门。
相关的现有技术
WO 2011/139323 A1(先讯美资公司(Sensormatic,Inc.))公开了用于滑动门模式消除的系统。该系统试图减少金属门在金属检测系统(如用于行窃袋检测的系统)中的信号干扰效应。该系统包括：发送器，其发送询问信号，该询问信号用于检测检测区域内的暂时金属物体；接收器，其接收瞬时信号，所述瞬时信号表示在金属检测系统操作期间的电磁场干扰并且包括归因于金属门的移动的电磁场干扰。该系统还包括金属检测模块，该金属检测模块确定得到的波形，该得到的波形表示在金属检测系统操作期间接收到的瞬时信号与记录的模式的信号之间的差异，所述记录的模式的信号表示当不出现暂时金属物体时由于金属门在检测区域中移动的模式而引起的电磁场干扰。从得到的波形中减去所记录的模式，从而试图仅留下来自暂时金属物体的信号。
因此，该系统依赖于记录的模式的信号，该记录的模式的信号表示当不出现暂时金属物体时由于金属门的移动的模式而引起的电磁场干扰，所述金属门的移动的模式是非常正确的模式。否则，由于记录的信号的幅度在量值上大于来自暂时金属物体的信号的幅度，因此所期望的来自暂时金属物体的信号将不可避免地被淹没。
WO 2008/125621 A1(警报系统，Aps)也公开了金属检测系统，如用于行窃袋检测的系统。该系统还包括：发送器，其发送用于检测检测区域内的暂时金属物体的询问信号；以及接收器，其接收表示在金属检测系统操作期间的电磁场干扰的瞬时信号；其中，电磁场干扰可以包括归因于金属门的移动的干扰和归因于暂时金属物体的干扰。所描述的系统试图通过确定检测到瞬时信号中的第一信号跃迁与检测到瞬时信号中的第二信号跃迁之间的时间差来在金属门的移动与暂时金属物体之间做出区分，以避免错误的警报。以这种方式，可以将与门移动相关的信号跃迁和与来自行窃袋的暂时金属物体相关的信号跃迁区分开。然而，可能的是，确定检测到瞬时信号中的第一信号跃迁与检测到瞬时信号中的第二信号跃迁之间的时间差并不总是可行的或者并不总是足够标准以将门移动与经过门口的行窃袋区分开。因此，在某些情况下存在引起错误警报或没有检测到行窃袋的风险。
然而，已经观察到，当现有技术系统被安装在诸如旋转门的自动门附近时，现有技术系统不能可靠地检测行窃袋。旋转门通常包括安装在中心轴上以围绕圆柱形外壳内的垂直轴旋转的——被称为例如门扉或门扇的——三个或四个门。
发明内容
当旋转门的门扇旋转时，可以在由接收天线接收的信号被解调后的信号中观察到振荡信号。旋转门引入了幅度调制，该幅度调制导致比典型的行窃袋大得多的调制深度。因此，当天线安装在旋转门附近时，难以可靠地检测行窃袋。这种观察已被用于如下设计中：
一种检测在旋转门附近安装的发送天线与接收天线之间的检测区域中的金属物体的方法，该方法包括：
实时地：
-对经由接收天线接收的信号进行解调，以提供第一信号；
-通过第一自适应陷波滤波器对第一信号进行滤波，以至少抑制滤波信号中的基音或者基音和该基音的一个或更多个谐音；
-对滤波信号进行处理以检测脉冲，并且在脉冲出现时，计算脉冲的特征值并确定特征值是否超过阈值；以及
-如果特征值超过阈值，则设置第一警报检测器。
因此，即使当旋转门引起强烈的失真——所述失真可能比信号如由行窃袋或其他金属或含金属的物体引起的脉冲强许多倍时，也可以可靠地检测在旋转门附近的检测区域中瞬间经过的金属物体(如行窃袋)的出现。由于滤波，当行窃袋经过检测区域时，通过实时处理，脉冲是可检测的。即使在脉冲逐渐消失之前，例如在脉冲已经达到峰值量值之后它逐渐减弱到其峰值量值的10％水平以下之前，特征值也可以触发第一警报的设置。
由于旋转门有时以平稳的速度旋转，而有时例如从静止位置加速，其中，门被关闭以防止来自外部的气流，因此在解调信号中引起的失真可以从不显著的水平变化到淹没来自行窃袋的信号的显著水平。
通过使用自适应滤波器，已经发现：可以几乎在与门开始移动的同一时刻估计或模仿由旋转门引起的失真。因此，对失真的补偿可以适当地在具有行窃袋的人可能经过或离开检测区域的时间点之前。这导致可靠地检测到行窃袋或携带行窃袋的人。
在一些方面中，不管旋转门是否移动，自适应陷波滤波器都持续地处理第一信号。自适应陷波滤波器通过将基频滤除来响应基频的出现。然而，响应所花费的时间可能非常短，并且可能导致——就这一点来说，主要在旋转门的加速期间——滤波信号中仅有基音的小残余(残差)。对滤波信号进行处理以检测脉冲可以被配置成：放弃将如上所述引起的或由较高阶谐音引起的这些残差检测为设置第一警报检测器的脉冲。可以对阈值进行设置以实现该目的。
可以理解的是，自适应陷波滤波器可以被配置成：具有足够快的脉冲响应，使得滤波器在门已经旋转180度之前——例如，在门已经旋转90度或60度之前——被锁定到基音。
可以表示瞬间经过的金属物体(如行窃袋)的脉冲可以由分别在上升/下降斜率之后以及在下降/上升斜率之后的峰值或高峰水平来表征。
脉冲的特征值可以包括以下中的一个或更多个：脉冲的持续时间、脉冲的量值的积分、脉冲的量值(例如，最大量值)、一阶微商和二阶微商。如下面更详细地说明的，这些特征值可以被组合成脉冲是否有资格设置第一警报检测器的聚合检测。检测脉冲是否有资格设置第一警报检测器可以由状态机执行。
上面和下面陈述的方法可以与其他方法进行组合，其他方法可以用于在警报被发出之前设置另外的条件或者设置用于发出警报的替代条件。第一警报检测器可以直接发出诸如视觉和/或声音警报的警报，或者向接收来自其他警报检测器的输入的聚合器或仲裁器提供输入，并且当满足一组预定义的条件时发出警报。这样的聚合器或仲裁器可以以逻辑或概率方式来评估预定义的条件。
在一些方面中，经由接收天线接收的信号是幅度调制信号。解调可以是幅度解调。
幅度调制信号的解调可以包括：解调成载波，以检测边带中的边带信号的相位和/或幅度。边带信号可以由与检测区域中的金属或含金属的物体的移动有关的多普勒频移引起。
在一些方面中，该方法在包括处理模块的设备中执行，该处理模块装载有计算机程序，该计算机程序被配置成：当所述设备被耦接至发送天线和接收天线时，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
在一些实施方式中，自适应陷波滤波器包括信号生成器，该信号生成器经由增益级被耦接成通过调节增益级来生成期望信号，所述期望信号从第一信号中被减去，以使滤波信号的范数最小化。
这种类型的自适应陷波滤波器可以被配置成：迅速地适应第一信号中——如在半个周期内或四分之一周期内——的循环信号分量。因此，即使在门扇已经移动90度之前，也可以估计和抑制门的贡献，以备在门扇打开通过旋转门的通道之前检测到行窃袋。
信号生成器可以是如下振荡器，该振荡器生成单音调信号或者具有同相和正交相位分量的复合音调信号或者多音调信号如带宽受限的多音调信号。
在一些实施方式中，该方法包括：
-当自动门移动时，估计第一信号中的基音的第一频率；
-存储第一频率的表示；以及
-将信号生成器配置成：生成包括第一频率下的音调的信号。
例如在安装过程期间，可以例如通过激活使门自动旋转的门传感器来激活旋转门。然后，根据该方法的该实施方式，估计第一信号中的基音的第一频率。该频率表示来自旋转门的移动的信号贡献中的至少一部分。该频率的表示被存储，然后在稍后的时间点，自适应陷波滤波器使用该频率来迅速生成包括第一频率下的音调的信号。以这种方式，当门开始移动时，可以迅速地或快速地移除来自门的信号贡献。
第一频率可以存储在易失性或非易失性存储器中，使得当系统断电时频率的表示仍然被保存。非易失性存储器的示例是只读存储器(ROM)、闪速存储器和铁电RAM(F-RAM)。可替选地或另外地，第一频率可以存储在易失性存储器中。第一频率的表示可以存储为浮点数、整数、文本项或另一种表示。该表示可以通过其周期时间或其分数或重数(multiplicity)来表示频率。
在一些实施方式中，该方法包括：
-当自动门移动时，估计第一信号中的基音的第一频率；以及
-将信号生成器配置成以第一频率运行；其中，信号生成器控制期望信号的频率，期望信号从第一信号中被减去，以使滤波信号的范数最小化；
其中，通过经由可调节的增益级自适应地调节期望信号的相位和幅度来使滤波信号的范数最小化。
在其各方面中，信号生成器被配置成生成同相音调信号和正交相位音调信号，通过增益级的相应可调节的增益单元来馈送所述同相音调信号和所述正交相位音调信号，此后所述同相音调信号和所述正交相位音调信号被相加以形成期望信号。以这种方式，可以以灵活的方式来调节期望信号的相位和幅度。
可以通过诸如梯度下降算法(例如，最小均方(LMS)算法)的优化算法来使滤波信号的范数最小化。范数可以是1范数或2范数。
在一些实施方式中，由与第一自适应陷波滤波器串联布置的一个或更多个第二自适应陷波滤波器对第一信号进行另外滤波；其中，一个或更多个第二自适应陷波滤波器被配置成抑制滤波信号中的基音的一个或更多个谐音。
在一些方面中，第一谐音、第二谐音、第三谐音和第四谐音中的一个或更多个由相应的第二自适应陷波滤波器抑制。
在一些实施方式中，对滤波信号进行处理以检测脉冲包括：当脉冲的初始相位出现时检测所述初始相位，并且随即开始特征值的计算；以及当脉冲的终止相位出现时检测所述终止相位，并且随即执行特征值是否超过阈值的确定。
在一些实施方式中，借助于状态机来执行所述对滤波信号进行处理以检测脉冲，其中，第一信号的量值、一阶微商和二阶微商中的一个或更多个被确定并且被用在状态机中以将状态机从一种状态转换到另一种状态。
使用状态机的优点在于：在脉冲出现时——并且从而在行窃袋仍然处于检测区域中或者靠近检测区域时，可以实时地依靠预定义的标准来可靠地检测和评估脉冲。
还提供了一种携载程序的计算机可读介质，所述程序被配置成：当根据前述权利要求中任一项所述的方法是在计算机上运行的计算机实现的方法时，执行所述方法。
还提供了一种具有处理模块的设备，该处理模块装载有计算机程序，该计算机程序被配置成：当所述设备被耦接至发送天线和接收天线时，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。滤波器可以在计算机程序和/或硬件中实现。
在一些实施方式中，该设备包括处理模块，该处理模块被配置成：通过经由发送天线和接收天线检测标签中的电磁感应振动来执行电子物品监控。
还提供了一种系统，该系统包括：发送器，其耦接至用于发射电磁询问信号的发送天线；接收器，其具有耦接至接收天线的解调器；以及处理器，其被配置成：
对经由接收天线(102)接收的信号进行解调，以提供第一信号(y；501)；
通过第一自适应陷波滤波器(201)对第一信号(y；501)进行滤波，以至少抑制滤波信号(e；502)的基音或者基音和所述基音的一个或更多个谐音；
对滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲(504)，并且在脉冲出现时，计算脉冲的特征值并确定特征值是否超过阈值；以及
确定特征值是否超过阈值，并且据此设置第一警报检测器。
询问信号可以是载波信号，如包括约20KHz至40KHz的一个或更多个音调的信号。可以通过幅度解调来对经由接收天线接收的信号进行解调。
在一些实施方式中，该系统包括用于向人员报警的声音生成器和光源中的一者或两者。
在此和在下文中，术语“设备”、“处理器”、“单元”和“模块”旨在包括合适地适于执行本文中描述的功能的任何电路和/或装置。具体地，上述术语包括通用或专有可编程微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用电子电路等或其组合。
附图说明
下面参照附图进行更详细的描述，在附图中：
图1示出了布置在自动门附近的发送天线和接收天线；
图2示出了用于检测发送天线与接收天线之间的检测区域中的金属物体的处理器的框图；
图3示出了用于除去来自旋转门的信号贡献的自适应陷波滤波器的框图；
图4示出了金属检测器；以及
图5示出了由布置在旋转门附近的接收天线捕获的解调信号。
具体实施方式
图1示出了布置在自动门附近的发送天线和接收天线。自动门被示出为旋转门110。旋转门通常包括三个或四个门(也被称为“门板”、“门翼”或“门扇”)，这些门悬挂在中心轴上并围绕圆柱形外壳内的垂直轴旋转。旋转门的“门扇”通常包含玻璃，以允许人们在经过门时看到彼此并且预料到彼此，然而，门扇可以具有金属框架作为其构造的一部分或者以约20KHz至40KHz范围内的频率在功能上形成金属框架。旋转门110包括位于圆柱形外壳109中的四个门扇105、106、107和108。旋转门安装在壁111中，壁111可以是玻璃幕墙的一部分。旋转门110通向如由箭头115以及点划线113和114指示的通道。
自动旋转门通常具有雷达传感器，该雷达传感器检测在门附近移动的人并且在这样的检测长达预定时间段时或者直到在门附近没有检测到人为止才激活门的稳定旋转。一些门配备有按钮，该按钮将转速设置为较低的速度(例如，将门的速度从标称速度改变为标称速度的一半)，从而为残疾人经过旋转门提供更多的时间。
在通常在商店内并且在通道的每侧上的门附近安装发送天线101和接收天线102。发送天线101位于基座103上，接收天线位于基座104上。基座103容纳用于以约20KHz至40KHz的载波信号驱动发送天线的第一电子电路。基座104容纳：第二电子电路，其用于解调接收信号，由在天线之间经过的金属物体对该接收信号进行幅度调制；以及第三电子电路，其用于处理经解调的接收信号以检测自动门附近的检测区域中的金属物体如“行窃袋”。第二电子电路也被表示为预处理器，第三电子电路也被表示为处理器。
当旋转门的门扇旋转时，可以在由接收天线接收到的信号被解调后的信号中观察到振荡信号(参见图5)。旋转门引入了幅度调制，幅度调制导致比典型的行窃袋大的多的调制深度。因此，当天线安装在旋转门附近时，难以可靠地检测到行窃袋。
图2示出了用于检测发送天线与接收天线之间的检测区域中的金属物体的处理器的框图。处理器201从预处理器(未示出)接收数字信号x。预处理器被耦接成：从接收天线接收可以被表征为幅度调制信号的模拟信号，并且执行解调和模数转换以提供数字信号x。由接收天线接收的模拟信号中的至少一部分由发送天线来发送，发送天线例如以约20KHz至40KHz(通常为17KHz至30KHz)的频率、以恒定的预定义幅度来发送载波信号。在发送天线与接收天线之间经过的金属物体或含金属的物体如行窃袋调制(改变)由接收天线接收的载波信号的幅度。这种改变可以是信号强度下降或信号强度增加。由行窃袋的出现而引起的改变可以小到预定义信号强度或幅度的1％至2％或更小。
由截止频率为约3Hz至5Hz的FIR滤波器201对数字信号x进行低通滤波，以提供经低通滤波的信号“y”。FIR滤波器201除去频率高于截止频率的噪声。可以用另一种类型的滤波器如IIR滤波器来代替FIR滤波器。截止频率被选择成：抑制噪声(如来自电气设备的噪声)，同时使行窃袋的效应保持清晰且可检测。FIR滤波器201的截止频率可以是高于3Hz至5Hz的频率，例如，低于50Hz(例如，低于20Hz)的频率。
在图5中以附图标记501示出了经低通滤波的信号y的一部分。经低通滤波的信号y可以包括归因于旋转门的旋转的相对强的信号分量，可以通过基音以及一阶谐音和二阶谐音中的一个或更多个来估计该信号分量；在某些方面中，通过基音以及一阶谐音或二阶谐音来估计该信号分量。经低通滤波的信号y还可以包括归因于行窃袋或另外的含金属物体的出现的相对弱的信号分量。
经低通滤波的信号y被分支到门频率检测器202和检测器组204，检测器组204具有被列举为“检测器0”、“检测器2”、“检测器n”的一组检测器。门频率检测器202估计经低通滤波的信号y中的基音的频率。可以通过以下操作来估计基音的频率：跨越经低通滤波的信号y的多个同步周期求平均值，确定平均值的最大量值与最小量值之间的时间差，然后将该时间差表示为或转换为表示基音的频率。基音的频率由信号f表示。
信号f被输入到门频率选通单元203中，在检测器组204中不存在关于该频率的检测器的情况下，该门频率选通单元203以信号f中表示的估计频率来创建新的检测器。在检测器组204中已经存在该频率下或者该频率的例如+/-10％或+/-5％的范围内的检测器的情况下，门频率选通单元203放弃以估计的频率创建新的检测器。当第一次配置处理器201时或根据操作员的指令重新配置处理器201时，旋转门被激活以旋转(以标称速度)，并且门频率选通单元将自动创建新的检测器，例如“检测器0”。一些旋转门具有按钮或其他类型的传感器，所述按钮或其他类型的传感器可以被例如残疾人激活，以使门以较低的速度(例如，标称速度的一半速度)来旋转。门频率检测器202估计经低通滤波的信号y中的相应基频(当门以较低速度旋转时)，并且门频率选通单元以该频率创建新的检测器(例如，“检测器1”)。如果门可以以另外的速度旋转，则可以创建另外的检测器。门频率选通单元203可以经由信号fy创建新的检测器，信号fy可以表示要在检测器组204中创建的检测器的频率。
如上所述，经低通滤波的信号y也被分支到检测器组204及其检测器。如下面将更详细地说明的，检测器组204中的至少一个检测器——在一些实施方式中所有检测器——被配置有自适应陷波滤波器和脉冲检测器。检测器的输出可以是相应二进制信号的形式，其中，二进制“0”指示没有警报，而二进制“1”指示警报。可以通过“OR运算符”将这些输出组合成警报信号，使得在仅一个(或更多个)检测器通过其输出指示检测到了行窃袋的情况下发出警报。可以通过数字离散值或模拟信号以不同方式来编码检测器的输出。从而可以实现这些信号到警报信号的组合。
如果检测到了行窃袋，则行窃袋检测器经由被指定为“A”的警报信号来发出警报。可以通过向安装在支付台处的装置或移动装置发送有线或无线信号来发出警报，并且可以以视觉和/或声音警报来给出警报。还可以在天线的基座103和/或基座104处发出警报。
图3示出了用于除去来自旋转门的信号贡献的自适应陷波滤波器的框图。自适应陷波滤波器300构成检测器组204中的检测器的一部分，并且包括信号生成器301、自适应单元306、可变增益单元302和303、加法器304和加法器305。增益级307包括可变增益单元302和303、加法器304和加法器305。
信号生成器301接收表示基本门频率的信号fy，并且生成基本门频率下的同相音调Re(n)以及基本门频率下的正交相位音调Im(n)，Re(n)与Im(n)相对于彼此移动90度。经由可变增益单元302和303，同相音调和正交相位音调被相加，以形成从加法器304输出的单音调信号。当经由自适应单元306给予可变增益单元302和303合适的可变增益时，由于加法器305从经低通滤波的信号y中减去从加法器304输出的单音调信号，所以经低通滤波的信号y中的基音被显著抑制或者从由加法器305输出的信号e中被消除。
自适应单元306可以被配置成实现或执行最小均方LMS算法或另一梯度下降算法。自适应单元306接收来自信号生成器301的同相音调和正交相位音调以及从加法器305输出的信号e。自适应单元306调节增益单元302和303的增益w1和w2(迭代地)，以使信号e的均方最小化。
因此，当在天线之间的检测区域中不出现行窃袋或者其他金属或含金属的物体并且旋转门旋转时，自适应陷波滤波器调节增益w1和w2，使得信号e(也被称为误差信号)的均方理想地收敛于零(假设系统中没有噪声)。相反，如果行窃袋出现在检测区域中或者在检测区域中移动，则可以将行窃袋视为信号e中的脉冲。自适应陷波滤波器让由于行窃袋经过而引起的脉冲(脉冲(impulse))通过。
在一些实施方式中，单个自适应陷波滤波器级足以除去来自旋转门的信号贡献。也就是说，足以除去基音。
在其他实施方式中，两个、三个或更多个自适应陷波滤波器级被串联地布置成：不仅抑制或消除基音，而且抑制或消除一阶谐音、三阶谐音和较高阶谐音中的一个或更多个。一系列自适应陷波滤波器中的第一自适应陷波滤波器可以被配置成抑制或抵消基音，并且该系列自适应陷波滤波器中的连续自适应陷波滤波器可以被配置成分别以递增顺序抑制谐音。可以根据基音的频率来计算谐音的频率。
在如自适应陷波滤波器300的一个或更多个自适应陷波滤波器之后，抑制信号e中来自旋转门的基音和一个或更多个谐音中的一个或更多个的贡献。因此，可以对信号e进行处理，以更精确且可靠地检测行窃袋的出现。
图4示出了金属检测器状态机。金属检测器状态机400被耦接成：根据具体情况从自适应陷波滤波器300或一系列自适应陷波滤波器接收信号e。
金属检测器状态机400接收信号e，并且关于时间计算一阶微商信号dq，并且还关于时间计算二阶微商信号ddq。这样的信号e、dq和ddq可用于控制状态机的状态转换。
在状态401处，例如在状态机上电时，状态机是空闲的，状态机在微商信号dq下降到斜率阈值以下的情况下转换到状态402，从而指示信号e开始从基数电平下降。在状态402处，信号e的量值第一次被登记(即，基数电平的量值被登记)，并且在状态机不空闲时连续增加的计时器被重置。计时器测量即将发生的脉冲的持续时间。然后，在信号e下降到量值阈值以下的情况下，状态机从状态402转换到状态403。状态机保持状态403，直到微商信号dq变为正，这指示已经达到极值(最小)，然后，信号e的量值第二次被登记，并且第一次测量的信号e的量值与第二次测量的信号e的量值之间的差被计算，从而表示脉冲的量值。然后，状态机转换到状态404，在状态404处，状态机保持不变直到二阶微商信号ddq变为负(从而指示脉冲即将恢复到基数电平)，由此状态机转换到状态405。在状态405处，计时器被读取，计时器的计数指示脉冲的持续时间。
因此，脉冲(脉冲(impulse))的量值及其持续时间被表示。可以将这些以及可选的其他测量与一组标准进行比较。在满足这组标准的情况下，状态机转换到状态406，在状态406处，警报被发出。如上所述，可以通过向安装在支付台处的装置或移动装置发送有线或无线信号来发出警报，并且可以以视觉和/或声音警报来给出警报。还可以在天线的基座103和/或基座104处发出警报。
以上描述基于金属物体引起负向脉冲的假设，然而，在不脱离所描述的原理的情况下，描述扩展到具有必要修改的正向脉冲。
图5示出了由布置在旋转门附近的接收天线捕获的解调信号。解调信号501可以是上述经低通滤波的信号的一部分的示例。如在解调信号501的量值的该时域图示中可以看到的，它可以由基音(正弦)以及一个或更多个谐音(例如，第二谐音或第三谐音)来表示。
如在各个时间点处的点503、505和507处可以看到的，解调信号501包括在不规则的时间点处出现的信号分量。当通过基音(正弦)以及一个或更多个谐音(例如，第二谐音或第三谐音)来表示解调信号501时，信号分量可以表示出现在检测区域中或经过检测区域并且作为残差信号502而偏离或突出的行窃袋。
关于上述自适应陷波滤波器，残差信号502对应于从自适应陷波滤波器输出或者从一系列自适应陷波滤波器输出的信号e。在所示的示例中，可以将行窃袋的出现视为残差信号502中各个时间点处的脉冲序列504、506和508的脉冲。
上述状态机400被配置成：检测这种脉冲或脉冲序列的出现，并且在脉冲满足上述标准的情况下发出警报。

Claims (15)

1.一种检测在旋转门附近安装的发送天线与接收天线之间的检测区域中的金属物体的方法，所述方法包括：
-对经由所述接收天线(102)接收的信号进行解调，以提供第一信号(y；501)；
-通过第一自适应陷波滤波器(201)对所述第一信号(y；501)进行滤波，以抑制滤波信号(e；502)中的基音或者基音和所述基音的一个或更多个谐音；
-对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲(504)，并且在所述脉冲出现时，计算所述脉冲的特征值并确定所述特征值是否超过阈值；
-如果所述特征值超过所述阈值，则设置第一警报检测器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自适应陷波滤波器包括信号生成器(301)，所述信号生成器(301)经由增益级(307)被耦接成通过调节所述增益级(307)来生成期望信号(d)，从所述第一信号(y，501)中减去所述期望信号(d)，以使所述滤波信号(e；502)的范数最小化。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
-在所述旋转门(110)移动时，估计所述第一信号(y)中的基音的第一频率；
-存储所述第一频率的表示；以及
-将所述信号生成器(301)配置成：生成包括所述第一频率下的音调的信号。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
-在所述旋转门(110)移动时，估计所述第一信号(y)中的基音的第一频率；
-将信号生成器(301)配置成以所述第一频率运行；其中，所述信号生成器(301)控制期望信号(d)的频率，从所述第一信号(y，501)中减去所述期望信号(d)，以使所述滤波信号(e；502)的范数最小化；
其中，通过经由可调节的增益级(307)自适应地调节所述期望信号(d)的相位和幅度来使所述滤波信号(e；502)的所述范数最小化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由与所述第一自适应陷波滤波器串联布置的一个或更多个第二自适应陷波滤波器对所述第一信号(y；501)进行另外滤波；其中，所述一个或更多个第二自适应陷波滤波器被配置成：抑制所述滤波信号中的所述基音的一个或更多个谐音。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲包括：
-当脉冲的初始相位出现时检测所述初始相位，并且随即开始所述特征值的计算；
-当所述脉冲的终止相位出现时检测所述终止相位，并且随即执行所述特征值是否超过阈值的确定。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲包括：
-当脉冲的初始相位出现时检测所述初始相位，并且随即开始所述特征值的计算；
-当所述脉冲的终止相位出现时检测所述终止相位，并且随即执行所述特征值是否超过阈值的确定。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，借助于状态机来执行对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲，其中，所述第一信号的量值、一阶微商和二阶微商中的一个或更多个被确定并且被用在所述状态机中以将所述状态机从一种状态转换到另一种状态。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，借助于状态机来执行对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲，其中，所述第一信号的量值、一阶微商和二阶微商中的一个或更多个被确定并且被用在所述状态机中以将所述状态机从一种状态转换到另一种状态。
10.一种检测内衬有金属箔或由金属箔制成的袋的出现的方法，所述方法是根据前述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种携载程序的计算机可读介质，所述程序被配置成：当根据前述权利要求中任一项所述的方法是在计算机上运行的计算机实现的方法时，执行所述方法。
12.一种具有处理模块的设备，所述处理模块装载有计算机程序，所述计算机程序被配置成：当所述设备耦接至发送天线和接收天线时，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述设备包括处理模块，所述处理模块被配置成：通过经由发送天线和接收天线检测标签中的电磁感应振动来执行电子物品监控。
14.一种检测系统，包括：
-发送器，其耦接至用于发射电磁询问信号的发送天线；
-接收器，其具有耦接至接收天线的解调器；
其中，所述发送天线和所述接收天线安装在旋转门附近用于检测所述发送天线与所述接收天线之间的检测区域中的金属物体；
-处理器，其被配置成：
对经由所述接收天线(102)接收的信号进行解调，以提供第一信号(y；501)；
通过第一自适应陷波滤波器(201)对所述第一信号(y；501)进行滤波，以抑制滤波信号(e；502)中的基音或者基音和所述基音的一个或更多个谐音；
对所述滤波信号(e；502)进行处理以检测脉冲(504)，并且在所述脉冲出现时，计算所述脉冲的特征值并确定所述特征值是否超过阈值；以及
确定所述特征值是否超过所述阈值，并且据此设置第一警报检测器。
15.根据权利要求14所述的系统，包括用于向人员报警的声音生成器和光源中的一者或两者。
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