CN109669215A - 检测受保护的访问区域中个体携带的未授权物体或物质的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测受保护的访问区域中个体所携带的未授权物体或物质的设备，其特征在于所述设备包括：至少两个柱子，一起定义了待检查的个体可以通过通道进行传输的通道；分布在所述两个柱子中的绕组，适于发射磁检测场并适于检测当个体经由所述两个柱子之间的通道行进时而引起的所述磁检测场的扰动；被布置在所述两个柱子中的微波发送器/接收器装置；以及分析装置，适于分析来自接收器绕组的信号，以检测经由所述两个柱子之间形成的所述通道进行传输的个体所携带的金属物体的存在性，分析来自微波接收器的信号以检测经由所述通道进行传输的个体所携带的介电材料的存在性，并且建立检测到的金属物体与介电材料之间存在的空间相关性。
Description
技术领域
本发明涉及被设计为用于检测受保护的访问区域中未授权物体或物质的检测器领域。
背景技术
今天，似乎有必要高度可靠地控制在敏感区域内或外部引入或取出特定产品(例如但不仅仅是爆炸性材料)的尝试。
这里提出的问题涵盖了非常广泛的情况，其中特别且非限制性地包括将产品带入受保护区域(例如商店，学校，火车站，公共或私人机构)的尝试，或试图将产品带到限定的周界之外，例如在公司偷盗或受保护场所的情况下。
多年来，特别地已经提出了基于感应绕组的安检门。这些设备的一般结构和一般操作对技术人员是公知的。本质上，发送器绕组生成磁场，并且接收器绕组检测由于正传输通过门检测器的个体所携带的金属物体而引起的该磁场的扰动。在文献EP 1 750 147和EP1 892 542中公开了这种安检门的示例。
多年来，已开发人体扫描仪以检测隐藏在进入保护区的个体衣服下的武器、爆炸物等。所有这些系统都利用基于对由被检查个体的身体所调制或发射的辐射能量的检测的技术。以这种方式使用的辐射能量包括X射线、微波、毫米波、红外光、太赫兹波以及超声波。
在文献EP 2 202 700中描述了人体扫描仪的示例。
尽管使用了几种类型的辐射能量和成像几何形状，但所有这些人体扫描仪的原理是创建个体的电子图像，在该电子图像上个体的衣服是透明的。然后，该图像显示在监视器上并由操作员查看，以便后者确定该个体是否携带目标物体。为此，在对目标物体的检测中进行训练的操作员必须能够确定人体扫描仪识别的那些物体是否与人体解剖结构相对应，是否与授权物体(如打火机，手帕或其他物品)对应，或者与目标物体(如武器或爆炸物)对应。
因此，申请人提出了包括框架的设备，该框架包括由矩形板以台阶形式的形成的支撑基座，其平面上表面包括设计或印刷以及意图接收和定位由鞋覆盖的个体的单只脚的止动件、容纳了检测装置的两个对称侧板、以及信息模块。
该设备的示例在文献FR 2860631、EP 1574879、FR 2889338以及FR 2911212中被公开。
在所提到的文献中描述的检测装置可以通过以下形成：用于检测金属的绕组，用于抽出蒸汽或痕量颗粒(例如毒品或爆炸物)的取样装置(例如，以吸嘴的形式)，基于核磁共振的分析装置(包括例如亥姆霍兹线圈，或者复合阻抗分析装置或放射性辐射检测器)。
所有这些已知的设备已经提供了很好的服务。
但今天证明有必要考虑更精确的检测。
特别是，今天存在控制进入公共场所(例如体育场和大型剧院)的问题，或者流入率必须是每小时数百人(高达1000人/小时)。操作人体扫描仪要求每个人静止几秒钟，以允许微波换能器(transducer)读取和分析通过测量获得的信号。可以实现的速率虽然可以接受，例如用于机场控制，但是非常低并且完全不足以用于公共应用。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种新颖的检测装置，以用于改进对可能由个体携带的目标物体的检测。
本发明的目的特别是提出一种检测装置，无论欺骗性物体固定在个体身上的部位如何，更确切地说，无论是在身体的前面、身体的后面、或身体的一部分、或甚至这些布置的组合，该检测装置都是有效的。
本发明的另一个目的是提出一种系统，该系统允许对飞行中的个人进行读取或检查，以确定其身体的周界是否自由，或者其是否携带叠置的金属和/或介电物体。
根据本发明，这些目的通过包括以下的设备来实现：
-至少两个柱子，其一起定义了待检查的个体可以通过通道进行传输的通道，
-分布在所述两个柱子中的绕组，其适于发射磁检测场并适于检测当个体通过所述两个柱子之间的通道行进时而引起的所述磁检测场的扰动，
-微波发送器/接收器装置，其被布置在所述两个柱子中，以及
-分析装置，其适于：分析来自接收器绕组的信号，以检测通过所述两个柱子之间形成的所述通道进行传输的个体所携带的金属物体的存在性；分析来自微波接收器的信号，以检测通过所述通道进行传输的个体所携带的介电材料的存在性，所述来自微波接收器的信号对应于从一个柱子传输到相对柱子的信号，并且对应于从一个柱子反射到该相同柱子的信号；并且建立检测到的金属物体与介电材料之间存在的空间相关性。
与要求待检查的每个人静止的人体扫描仪相比，根据本发明的系统执行分析，该分析使用人相对于感应和微波发送器和接收器的柱子的移动作为对其周界的“空间扫描”，因此解决了对高速率的需求。
本发明还涉及一种借助于上述设备来检测个体所携带的欺骗性物体的方法。
附图说明
本发明的其他特征、目的和优点从以下详细描述中并关于通过非限制性示例给出的附图更清楚地显现，在附图中：
图1示出了根据本发明的设备的透视图，
图2通过示意性地示出被布置在设备的两个柱子中的微波发送器/接收器装置的定位而示出了相同的设备，
图3示出了由根据本发明的设备发射的微波束的示意性垂直视图，
图4a以平面图示意性地示出了来自位于柱子上的发送器的在位于相对柱子上的接收器的方向上的微波发射，并且图4b示出了在个体拦截微波束之前在接收器上接收到的信号，
图5a示出了当个体拦截微波束时的类似视图，并且图5b示出了朝向发送器换能器/接收器反射的信号，
图6以平面图示意性地示出了当每个发送器换能器适于在若干接收器换能器的方向上进行发射并且对称地每个接收器换能器适于接收由若干发送器换能器发射的所述束时，在发送器换能器和接收器换能器之间可能发生的相互作用，
图7a以平面图示意性地示出了在个体经由通道进行传输并且在前侧携带欺骗性物体的情况下的发射/接收微波，图7b示意性地示出了经由该物体所传输的信号，其特征在于特定的时间延迟和衰减，并且图7c示出了在另一对微波换能器之间在空气中所传输的信号，
图8a以平面图示意性地示出了在个体经由通道进行传输并且在后侧携带欺骗性物体的情况下的发射/接收微波，图8b示意性地示出了经由该物体所传输的信号，其特征在于特定的时间延迟和衰减，而图8c示意性地示出了在个体上被反射的信号，其特征在于特定的时间延迟，
图9a以平面图示意性地示出了在个体经由通道进行传输并且在前侧，但是偏向一侧携带欺骗性物体的情况下的发射/接收微波，并且图9b示意性地示出了经由该物体所传输的信号，其特征在于特定的时间延迟和衰减，而图9c示意性地示出了在个体上被反射的信号，其特征在于特定的时间延迟，并且图9d示意性地示出了在欺骗性物体上的一部分和在个体的身体上的另一部分的反射双重回波，各自的特征在于特定的时间延迟和衰减，
图10a示出了类似于图9a的情况，欺骗性物体被携带在个体的相对侧上，并且图10b，10c和10d分别示出了发射信号，个体上的反射信号以及类似于图9b，9c和9d的双重回波，
图11a以平面图示意性地示出了在个体经由通道进行传输并且横向携带欺骗性物体的情况下的发射/接收微波，图11b示意性地示出了在个体上被反射的信号，其特征在于特定的时间延迟，并且图11c示意性地示出了欺骗性物体上的一部分和个体的身体上的另一部分的反射双重回波，各自的特征在于特定的时间延迟和衰减，
图12示意性地示出了用于通过微波换能器确定借助于绕组检测金属物体和介电物体之间的空间相关性的方法的流程图，
图13a示意性地示出了在两个柱子上在同一水平面成对分布的4个换能器，这是由于位于每个柱子的输入端上的换能器，和位于输出端上的换能器而引起的，并且图13b示出了这4个换能器之间可能的相互作用的4×4矩阵，这取决于它们是否是连续的发送器和/或接收器，
图14a至14g示出了个体在通道中的前进类型的7个连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，
图15a至15g示出了在个体在其身体前侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的个体在通道中的前进类型的7个连续步骤，以及微波接收器换能器上的对应检测矩阵，
图16a至16g示出了在个体在其身体后侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的个体在通道中的前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，
图17a至17g示出了在个体在其身体前侧和左侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的个体在通道中的前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，以及
图18a至18g示出了在个体在其身体前侧和右侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的个体在通道中的前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵。
具体实施方式
附图，特别是图1，示出了根据本发明的设备，其包括两个柱子10，20，其一起定义了待检查的个体I可以通过通道进行传输的通道30。
通过非限制性示例，柱子10，20的高度可以在150和200cm之间，有利地在150和180cm之间，并且两个柱之间的间隙有利地在70和100cm之间。
如先前所指示的，根据本发明的设备包括分布在两个柱子中的绕组110，120。这些绕组110，120适于发射磁检测场，并适于检测当个体经由所述两个柱子之间的通道行进时而引起的所述磁检测场的扰动。
这种绕组110，120尤其在图4至11中示出。它们优选地覆盖了柱子10，20的整个高度。
根据本发明的设备还包括分析装置40，其适于分析来自接收器绕组110Rx和120Rx的信号，以检测由经由两个柱子10，20之间形成的所述通道30进行传输的个体I所携带的金属物体的存在性。
绕组110，120可以形成许多已知实施例的物体，例如目前在经典的安检门中所使用的。同样地，它们的操作也很经典。
因此，下面将不再详细描述绕组110，120的结构和操作。
然而，显然的是优选地，分别设置在柱子10和20上的每个绕组110，120可以由若干单独的匝形成，其关于柱子10和20的高度的分布适于优化检测并且由分析装置控制，以在一定频率范围内发射可替换的感应场，并分别在所述频率范围内接收所有这些可替换的感应场。
这些布置其本身也是已知的，并且因此下面将不再详细描述。
优选地，由绕组110，120生成的金属探测器的感应场在70Hz和30kHz之间的频率范围内。
如先前所指示的，根据本发明的设备还包括形成了分别被布置在两个柱子10，20中的微波发送器/接收器换能器的装置210，220。
在下文中，当将作为发送器时，这些换能器210，220将伴随索引Tx，当将作为接收器时，其将伴随索引Rx。
优选地，每个换能器210，220可以连续地或可替代地是发送器和/或接收器。
分析装置40也适于分析来自微波接收器210Rx和220Rx的信号。
更准确地说，如先前所指示的，根据本发明的设备的分析装置40适于：分析来自微波接收器210Rx和220Rx的信号，以检测经由所述通道进行传输的个体I所携带的介电材料的存在性，该信号对应于从一个柱子传输到相对柱子的微波信号，并对应于从一个柱子反射到该相同柱子的微波信号，；并且建立检测到的金属物体与介电材料之间存在的空间相关性。
“建立检测到的金属物体与介电材料之间的空间相关性”意味着分析装置40适于搜索来自微波接收器210Rx和220Rx的信号是否导致检测到个体I的身体的一部分上的任何欺骗性物体，其在空间上也对应于通过处理从接收器绕组110和120获得的信号来检测金属。
图12示意性地示出了用于确定借助于绕组110，120的金属物体与借助于微波换能器210，220的介电物体之间的空间相关性的方法的主要步骤。
步骤300和304分别对应于借助于绕组110，120检测金属物体和借助于微波换能器210，220检测介电物体。如果没有执行检测，则这些步骤300和304自行循环。如果需要，步骤300和304可以在借助于绕组110，120检测金属物体或相应地借助于微波换能器210，220检测介电物体期间的显示的相应步骤之后。
当在步骤300处检测到金属物体并且在步骤304处检测到介电物体时，金属物体和介电物体之间的空间相关性的搜索步骤308由分析装置40执行。即，分析装置搜索金属物体和介电物体是否在经由通道30行进的个体的身体的同一部位上被检测到。
在检测到这种相关性的情况下，在步骤312处操作对应的警报和显示。
在显示步骤312之后最初重复该过程。
如果空间相关性的搜索步骤308显示没有相关性，则最初类似地重复该过程。
以相同的方式，可以提供显示，其在分别检测到金属物体和介电物体而没有这两个物体之间的空间相关性的期间适于步骤310。
介电材料和金属之间的这种相关性有助于控制设备进行访问的人员来指定对个体携带的欺骗性物体的性质的诊断，并因此适应操作的性质以进行参与。
根据本发明的设备还包括适于显示检测到的警报的显示装置。
这些显示装置优选地适于显示通道的右侧或左侧的高度，在该通道上相关地检测金属物体和介电物体。
仍更确切地说，根据本发明的显示装置优选地适于显示在所述通道中行进的个体的前后类型的轮廓，其尺寸基于通过检测微波束的反射以及定位和指示金属物体和非金属介电物体的性质而进行的测量。
微波发送器/接收器换能器210，220优选地包括在每个柱子10，20上垂直分布的若干微波换能器。如图2所示，还可以提供垂直叠置的换能器15，在两个相邻换能器之间具有大约2到10cm的间隙。
优选地，每个微波换能器210，220与聚焦锥(focus cone)相关联，聚焦锥适于控制每个换能器的发射锥的角度开口，使得所有换能器210，220构成垂直连续的幕状物(curtain)或至少连续的幕状物。优选地，确定换能器210，220的垂直分布及其发射和接收波瓣，使得微波束至少在通道30的纵向中间平面中构成连续的幕状物。
换能器210，220优选地在5和90GHz之间，有利地在10和30GHz之间，并且最优选地在12和20GHz之间的频率范围内进行操作。
位于柱子10或20上的不同换能器210，220，例如垂直分布的十五个换能器，分别同轴地定位到位于相对柱子20，10上的相对换能器220，210。
在分析装置40的控制下，每个换能器210，220可以作为发送器(或210Tx，220Tx)或作为接收器(或210Tx，220Tx)或作为发送器和接收器可替换地工作。
如图3所示，每个发送器210Tx，220Tx优选地适于在相对柱子上朝着同轴接收器220Rx，210Rx的方向进行发射，并且朝着与该同轴相对换能器相邻的换能器的方向进行发射，即，朝着紧邻上部传感器和紧邻下部传感器的方向进行发射。
类似地，又如图3中所示，每个接收器210Rx，220Rx优选地适于从位于相对柱子上的同轴发送器220Tx，210Tx接收，并且从与该同轴相对发送器换能器相邻的换能器接收，即从紧邻上部换能器和紧邻下部换能器接收。
如图4a中所示，就本发明而言，每个柱子10，20可包括例如在通道30的侧输入端上的单个垂直系列的微波换能器210，220。根据图4a，用于检测金属的绕组110，120位于柱子10，20的中心。
但是如图6至11中所示，每个柱子10，20可包括若干垂直系列的微波换能器210，220。根据对应于非限制性图示的附图6至11，提供绕组110，120并且用于检测每个柱子10，20以及分别在每个柱子10，20上的绕组110，120的输入侧和输出侧上的一系列微波换能器210，220的中心处的金属。
位于同一柱子中的两个换能器210，220之间的水平距离典型地在10和30cm之间。
如图4b(其对应于将要进入通道30的个体I的图4a中所示的情况)中所示，当在发送器换能器220Tx和接收器换能器210Rx之间没有插入物体或个体时，接收器换能器210Rx接收具有由于在空中传输而引起的轻微延迟而没有明显的幅度衰减的信号。
但是如图5b(其对应于进入通道30并位于一对换能器210，220之间的个体的图5a中所示的情况)中所示，接收器换能器Rx上的接收被扰乱。
更准确地说，如图5中所示，由于个体I的身体的水密度，发送器220Tx发射的微波束几乎完全在用作接收器220Rx的相同换能器220的方向上被反射，其中延迟等于2*d/c，d表示发送器220Tx与个体I的身体之间的距离，并且c表示空气中的微波的速度。
通过利用检测到的反射，根据本发明的设备确定经由通道30的个体I的高度的尺寸。
图7示出了根据本发明的设备在经由通道30进行传输的个体I携带在其身体前侧上的欺骗性物体X的情况下的操作，欺骗性物体X包括不能透过微波的物质。
在这种情况下，发送器换能器220Tx在相对接收器换能器210Rx的方向上发射的微波束被传输到位于相对柱子上的相对接收器210Rx，所述微波束具有当物体X拦截微波束时，由于物质X而引起的延迟和衰减，如图7b所示。
在这些图7中，物体X拦截在通道的输入端发射的微波束。
但是类似于图4b，由于物体X没有在位于通道30的输出端上的发送器换能器220Tx和接收器换能器210Rx之间交错，因此位于通道30的输出端上的该接收器换能器210Rx接收由于空气中的传输而仅有轻微延迟，而没有明显幅度衰减的信号，如图7c中所示。
当个体I继续在走廊30中向前移动时，他的身体将在发送器换能器的方向上反射微波束，如先前关于图5所述。
然后，当个体到达它们时，位于通道30的输出端的换能器对210，220将进行与当个体进入通道30时所操作的位于通道30的输入端的换能器对210，220相同的检测。
图8示出了根据本发明的设备在经由通道30进行传输的个体I携带包括在其身体后侧的欺骗性物体X的情况下的操作，所述欺骗性物体X包括不能透过微波的物质。
在这种情况下，首先，由位于通道30的输入端的换能器210，220发射的微波束在个体拦截波束时被个体的身体隐藏(与图5相当的情况)。
然后，如图8b所示，当物体X拦截微波束时，发送器换能器220Tx在相对接收器换能器210Rx的方向上发射的微波束被传输到位于相对柱子上的相对接收器210Rx，所述微波束具有由于物质X而引起的延迟和衰减。
同时，如果两个系列的换能器210和相应地220之间的纵向间隙很小，则他的身体将在位于通道30的输出端的发送器换能器的方向上反射微波束，如先前关于图5所述。对应的反射信号在图8c中示出。它与图5b中的反射信号相当。
但是与图4b类似的是，由于物体X没有在位于通道30的输出端上的发送器换能器220Tx和接收器换能器210Rx之间交错，位于通道30的输出端上的该接收器换能器210Rx再次接收由于空气中的传输而仅有轻微延迟，而没有明显幅度衰减的信号，如与图4b相当的。
当个体I继续在走廊30中向前移动时，位于通道30的输出端的换能器对210，220将在个体到达它们时对与当个体进入通道30中时的位于通道30的输入端的换能器对210，220相同的检测进行操作。
图9示出了根据本发明的设备在经由通道30进行传输的个体I携带包括在其身体前侧，但是偏向一侧的欺骗性物体X的情况下的操作，所述欺骗性物体X包括不能透过微波的物质。
在这种情况下，首先，在位于通道30的输入端的换能器210，220之间发射的微波束在个体拦截这些波束时被个体的身体隐藏(与图5相当的情况；如图9c中所示，由发送器220Tx的输入端发射的波束被反射向后者，其中延迟等于2*d/c)，但是如图9b中所示，当物体X拦截微波束时，位于通道30的输出端的发送器换能器220Tx在位于物体X侧的通道30的输入端处的接收器换能器210Rx的方向上所发射的信号被传输到该接收器210Rx，所述信号具有由于物质X而引起的延迟和衰减。
然而，类似于图4b，由于物体X没有在位于通道30的输出端的发送器换能器220Tx和接收器换能器210Rx之间交错，因此位于通道30的输出端上的该接收器换能器210Rx再次从输出发送器换能器220Tx接收由于空气中的传输而仅具有轻微延迟，而没有明显幅度衰减的信号，与图4b相比，然而由位于输出端的换能器210在物体X的方向上所发射的波束被朝向作为接收器进行操作的换能器210反射，使得后者接收具有不同延迟的两个连续回波：由于物质X上的反射而引起的第一回波X1和由于个体I的身体上的反射而引起的第二回波X2，如图9d中所示。
当个体I继续在走廊30中向前移动时，位于通道30的输出端处的换能器对210，220将在个体到达它们时对与当个体进入通道30时的位于通道30的输入端处的换能器对210，220相同的检测进行操作。
如与图9的情况相反的，图10示出了根据本发明的设备在经由通道30进行传输的个体I携带包括在其身体前侧，但是偏向一侧的欺骗性物体X的情况下的操作，所述欺骗性物体X包括不能透过微波的物质。
该设备的操作通过左/右对称而与如先前关于图9所述的操作对称。因此，该操作以及图10b(具有由于物质X而引起的延迟和衰减的通过物质X接收到的接收)、10c(发射器换能器上的物体和接收器的反射，其中延迟等于2*d/c)和10d(具有不同的延迟的两个连续回波：由于物质X上的反射而引起的第一回波X1和由于个体I的身体上的反射而引起的第二回波X2)下面将不再详细描述。
图11对应于个体I侧向携带的欺骗物体X的情况。
这里也一样，当在发送器换能器和分别相关联的接收器换能器之间没有物体或身体交错时，换能器210，220连续地检测微波束，而基本上没有延迟并且没有衰减，或者当个体的身体与发送器交错时，连续检测具有等于2*d/c的延迟的反射，或者当欺骗性物体X位于发送器对面时，连续检测如图11c中所示具有不同延迟的两个回波：由于物质X上的反射而引起的第一回波X1和由于个体I的身体上的反射而引起的第二回波X2。
控制发送器/接收器210，220耦合并分析来自接收器Rx的信号，从而检测个体上对微波不可透的物体X的存在性，并且对该物体在个体的身体上的位置进行诊断。
通常，根据发明人进行的测试，身体上的第二回波具有比物质X上的第一回波更大的幅度，物质X仅是部分反射的。
技术人员将从阅读前面的描述而理解的是，本发明能够通过检测经由物质传输和/或由物质和身体反射的微波信号的延迟和幅度来检测个人携带的欺骗性非金属物质，例如爆炸物或毒品。
分析装置40将被发送和/或反射的信号与空气中的传输值和/或在没有欺骗性物体的身体上反射的信号进行比较。
装置40适于在关于参考值检测到超过阈值的显著间隙时生成警报。
技术人员实际上将理解的是，对在微波换能器210，220上接收的信号序列的分析控制通道20中的个体的前进、确定该个体是否携带延迟微波的介电物质并且通过分析序列时序(chronology)来确定个体的携带部位。
先如前所指出的，图13a示意性地示出了由于位于每个柱子10，20的输入端的换能器和位于输出端的换能器而在两个柱子上的相同水平面处成对分布的4个换能器210，220。
而且，图13b示出了根据它们是否是连续的发送器和/或接收器的这4个换能器之间可能的相互作用的矩阵4×4。
在图13b中，位于通道的左侧和输入端的换能器210在其为发送器时被引用为210TxGAv，并在其为接收器时被引用为210RxGAv。位于通道的右侧和输入端的换能器220在其为发送器时被引用为220TxDAv，并在其为接收器时被引用为220RxDAv。位于通道的左侧和输出端的换能器210在其为发送器时被引用为210TxGAr，并在其为接收器时被引用为210RxGAr。位于通道的右侧和输出端的换能器220在其为发送器时被引用为220TxDAr，并在其为接收器时被引用为220RxDAr。
图14a至14g示出了通道30中个体前进类型的7个连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，在图14中，当接收器没有接收到信号时指示“O”，当接收到从相关联的发送器发出的几乎没有延迟和衰减的信号时指示“Rx”，以及当接收到它自己的由个体I的身体反射的信号时指示“Echo”。
图15a至15g示出了在个体在其身体前面携带欺骗性介电元件X的情况下的类似于图14a至14g的通道30中个体I前进类型的7个连续步骤，以及微波接收器换能器上的对应检测矩阵。在图15中，当接收器没有接收到信号时指示“O”，当其从相关联的发送器接收到几乎没有延迟和衰减的信号时指示“Rx”，当其接收到它自己的由个体I的身体反射的信号时指示“Echo”，当其接收到通过欺骗性电介质体X传输的被延迟和衰减的信号时指示“衰减延迟”。
此外，如先前所指出的：
-图16a至16g示意性地示出了在个体在其身体后面携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的通道中个体前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，
-图17a至17g示意性地示出了在个体在其身体前面和左侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的通道中个体前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵，以及
-图18a至18g示意性地示出了在个体在其身体前面和右侧携带欺骗性介电元件的情况下的类似于图14a至14g的通道中个体前进的连续步骤和微波接收器换能器上的对应检测矩阵。
检查比较图14、15、16、17以及18之间信号状态的时序，检测物体X的存在性及其在个体身上的位置。
分析装置40不仅利用同一接收器换能器210或220上的信号的演变时序，而且还利用分别在接收器换能器210或220前后接收到的信号之间的不对称性，以及分别在接收器换能器210，220左右接收到的信号之间的不对称性。
当然，所考虑的序列数量(这里是7)不是限制性的，且必须根据通道的相对尺寸、个体的横截面以及优选的检测分辨率进行适应。
此外，用于检测物体X存在的参考矩阵必须相乘，以便基于关于图4至11描述的操作原理(直接传输，反射，双回波)来考虑物体在个体上(在前面，后面或侧面)的所有可能位置。
在实践中，提供垂直叠置的若干水平的换能器210，220，例如15个水平的换能器，并且每个换能器210，220其本身不仅与相同水平的换能器协作，而且与下面水平的换能器以及上面水平的换能器协作。这些不同水平的垂直叠置的换能器的存在查明了检测到的任何介电物体的垂直位置。
因此，分析装置具有大量的检测信号的矩阵，允许良好检测可能在个体上延迟微波的介电材料的存在性，并允许定位这种材料在个体的身体上的位置，即，其在身体高度部分的位置，以及在身体水平部分的位置。
显而易见的是，关于图9至11，已经提到了由于对待检测的欺骗性物质X的反射以及由于个体I的身体上的反射而接收双重回波的可能性。然而，根据配置和/或待检测的欺骗性物体X的位置，如果需要，接收器换能器210或220可以接收多于2个回波(特别是在图17c，17e，18c和18e中提到的)，或者甚至是扩展的回波。
优选地，就本发明而言，装置300适于进行以下步骤中的至少一个，并且优选地执行以下所有步骤的组合：
-测量位于两个相对柱子10，20上的同轴发送器210Tx，220TX和接收器210Rx，220Rx中的每个配对之间的微波直接传输的延迟和幅度，
-测量位于柱子10，20上的每个发送器210Tx，220TX与接收器210Rx，220Rx之间的微波倾斜传输的延迟和幅度，所述接收器构成了位于与所述发送器同轴的相对柱子上的接收器，
-测量由每个发送器换能器210Tx，220TX所发射的，并通过个体的身体或由该个体携带的欺骗性(非金属)物体朝向形成接收器210Rx，220Rx的相同换能器或朝向形成后者的接收器210Rx，220Rx反射的微波波的延迟和幅度，
-检测由欺骗性物质和个体身体反射的微波波的双重回波的存在性，
-将直接传输的微波波与空隙中的传输参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于延迟和衰减微波的一系列物质时传输警报，
-将直接传输的微波波与在相邻换能器上传输的微波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值(类似于微波不可透的非金属物质的存在)的情况下生成警报，
-将倾斜微波波与空隙中的参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于表示延迟和衰减微波的物质的预先确定的范围时生成警报，
–将倾斜传输的微波波与直接传输的相邻微波波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值(类似于微波不可透的非金属物质的存在)的情况下生成警报，
-将检测到的双重回波与空隙中的传输值进行比较，并在检测到两个回波的峰值之间的延迟大于阈值并且幅度大于阈值(代表反射部分波(第一回波)并延迟和衰减非反射信号(第二回波)的物质)的情况下生成警报，
-测量在所述通道30中行进的个体的身体高度，其对应于微波波的反射，优选地在每个柱子的区域中，
-通过分析来自所述换能器微波接收器的信号，确定在所述通道的输入端和输出端之间在所述通道中行进的个体的定位，
-测量由于在所述通道中行进的个体所携带的金属物质而引起的感应场的改变，
-显示相关地检测金属物体和介电物体所处的通道的右侧或左侧的高度，
-显示在所述通道中行进的个体的轮廓前后类型，其尺寸基于通过检测到微波束的反射而进行的测量，以及检测到的金属物体和非金属介电物体的性质的定位和指示，
-生成70Hz和30kHz之间的频率范围内的金属检测的的感应场，
-生成10GHz和90GHz之间的范围内的微波束。
刚刚已描述的根据本发明的设备可以通过辅助设备来完成，例如通过物质、蒸汽或微量粒子的取样和分析装置和/或核磁共振类型的分析装置，复阻抗的分析装置和/或放射性辐射的检测装置来完成。
这些装置本身的一般结构是已知的，并因此下面将不再详细描述。
当然，本发明不限于先前描述的实施例，而是扩展到与其含义一致的所有变体。
通过对检测到的金属物体和介电材料之间存在的空间相关性进行检测，本发明特别允许可靠地检测由个体携带的爆炸物，例如爆炸带，特别是包括小金属物体的组合。它还允许可靠地检测由个体携带的公文包的内容，这是因为本发明允许在柱子的整个高度上，下达地板进行可靠检测。
技术人员将理解的是，与人体扫描仪相比，人体扫描仪要求待检查的每个人是静止的并且因此要求静态分析，通过使用人的运动来作为他的周界相对于感应发送器和接收器的柱子以及相对于微波的空间扫描，并且通过执行对由介电体(mass)引起的微波脉冲的时间周期和衰减的测量，本发明导致测量发生在非常有限且因此非常精确的范围或窗口中。
发送和接收天线之间的波束首先被介电体部分地隐藏。在这个阶段，能量的很大一部分也是直接耦合的，也就是说，不会转移到电介质而是转移到空气中，这是因为空气中有可用的路径。一旦人向前移动，波束Tx-Rx就逐渐隐藏到使唯一能量残余传输穿过电介质的点，这是因为没有其他路径是可能的。该位置是用于测量材料的介电性能的理想位置。对应于该理想条件的空间范围(个体相对于微波束的传输)在被检查个体的位移中是1或2cm。
对接收到的微波信号的连续监视以高读数的采样频率或重复频率(典型地在10/秒至100/秒之间)执行。该频率必须足够高，以便在最佳条件下成功地进行至少一次测量(仅具有由介电体传输的能量残留的几乎完全模糊的波束)。
Claims (20)
1.一种旨在用于检测受保护的访问区域中个体所携带的未授权物体或物质的设备，其特征在于，所述设备包括：
-至少两个柱子(10，20)，其一起定义了待检查的个体能够传输通过的通道(30)，
-分布在所述两个柱子(10，20)中的绕组(110，120)，适于发射磁检测场并适于检测当个体经由所述两个柱子之间的通道行进时所引起的所述磁检测场的扰动，
-微波发送器/接收器装置(210，220)，其被布置在所述两个柱子(10，20)中，以及
-分析装置(40)，其适于：分析来自接收器绕组(110，120)的信号，以检测经由所述两个柱子(10，20)之间形成的所述通道进行传输的个体所携带的金属物体的存在性；分析来自微波接收器(210Rx，220Rx)的信号，以检测经由所述通道进行传输的个体所携带的介电材料的存在，所述来自微波接收器(210Rx，220Rx)的信号对应于从一个柱子传输到相对柱子的微波信号，并且对应于从一个柱子反射到该相同柱子的微波信号；并且建立检测到的所述金属物体与所述介电材料之间存在的空间相关性。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分析装置(40)相对于参考来执行对接收到的微波信号的延迟和幅度的分析。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析装置(40)执行接收器上接收到的微波信号与表示空隙中的传输和/或身体上的反射的参考信号的比较。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析装置(40)在检测到间隙大于所接收到的微波信号和参考之间的阈值的情况下生成警报。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述微波发送器/接收器装置(210，220)包括在每个柱子(10，20)上垂直分布的若干微波换能器。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，两个相邻的微波发送器/接收器(210，220)之间的垂直间隙在2和10cm之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述微波换能器(210，220)在5和90GHz之间，有利地在10GHz和30GHz之间，并且最优选地在12和20GHz之间的频率范围内进行操作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，位于柱子(10)上的不同微波换能器(210，220)分别被同轴定位到位于相对柱子(20)上的相对换能器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，每个微波换能器(210，220)适于作为发送器或作为接收器或作为发送器和接收器而可替换地工作。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，每个微波发送器(210Tx，220Tx)适于在所述相对柱子上的同轴微波接收器(210Rx，220Rx)的方向上以及在与该同轴相对换能器相邻的换能器的方向上进行发射。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，每个接收器(210Rx，220Rx)适于从位于所述相对柱子上的同轴发送器(210Tx，220Tx)以及从与该相对同轴发送器换能器相邻的换能器进行接收。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析装置(40)适于执行以下功能中的至少一个：
-测量位于两个相对柱子(10，20)上的同轴发送器(210Tx，220TX)和接收器(210Rx，220Rx)中的每个配对之间的微波的直接传输的延迟和幅度，
-测量位于柱子(10，20)上的每个发送器(210Tx，220TX)与接收器(210Rx，220Rx)之间的微波的倾斜传输的延迟和幅度，所述接收器构成了位于与所述发送器同轴的相对柱子上的接收器，
-测量由每个发送器换能器(210Tx，220TX)发射的、并通过个体的身体或通过由该个体携带的欺骗性物质朝向形成接收器(210Rx，220Rx)的相同换能器或朝向构成后者的接收器(210Rx，220Rx)被反射的微波波的延迟和幅度，
-检测通过欺骗性物质和个体的身体被反射的微波波的双重回波的存在，
-将直接传输的微波波与空隙中的传输参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于延迟和衰减微波的一系列物质时传输警报，
-将直接传输的微波波与在相邻换能器上传输的微波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值的情况下生成警报，
-将倾斜的微波波与空隙中的参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于表示延迟和衰减微波的物质的预先确定的范围时生成警报，
-将倾斜传输的微波波与直接传输的相邻微波波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值的情况下生成警报，
-将检测到的双重回波与空隙中的传输值进行比较，并在检测到延迟大于两个回波的峰值之间的阈值且幅度大于阈值的情况下生成警报，
-分析相同接收器换能器(210，220)上的信号的演变时序，分别在接收器换能器(210，220)前后接收到的信号之间的不对称性，以及分别在接收器换能器(210，220)左右接收到的信号之间的不对称性。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析装置(40)适于执行以下功能中的至少一个：
-测量对应于微波波的反射的在所述通道(30)中行进的个体的身体高度，优选地在每个柱子的区域中，
-通过分析来自换能器微波接收器的信号，确定在所述通道的输入端和输出端之间在所述通道中行进的个体的定位，
-测量由于在所述通道中行进的个体所携带的金属物质而引起的感应场的改变，
-显示相关地检测金属物体和介电物体所处的通道的右侧或左侧的高度，
-显示在所述通道中行进的个体前后类型的轮廓，其尺寸基于通过检测到微波束的反射以及定位和指示金属物体和非金属介电物体的性质而进行的测量。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述绕组(110，120)生成频率范围在70Hz和30kHz之间的感应场，所述绕组(110，120)被分布在所述两个柱子(10，20)中，适于发射磁检测场，并且适于检测当个体经由所述两个柱子之间的通道行进时所致使的磁检测场的扰动。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述柱子(10，20)的高度在150和200cm之间，有利地在150和180cm之间。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括垂直叠置在每个柱子(10，20)上的垂直系列的微波换能器(210，220)。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括垂直叠置在每个柱子(10，20)上的两个垂直系列的微波换能器(210，220)。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，位于同一柱子中的两个换能器(210，220)之间的水平距离在10和30cm之间。
19.一种用于检测受保护的访问区域中个体所携带的未授权物体或物质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：分析来自接收器绕组(110，120)的信号，以检测经由两个柱子(10，20)之间形成的所述通道进行传输的个体所携带的金属物体的存在；分析来自微波接收器(210Rx，220Rx)的信号，以检测经由所述通道进行传输的个体所携带的介电材料的存在，所述来自微波接收器(210Rx，220Rx)的信号对应于从一个柱子传输到相对柱子的信号，并且对应于从一个柱子反射到该相同柱子的信号；并且建立检测到的所述金属物体与所述介电材料之间存在的空间相关性。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤中的至少一个，并且优选地执行以下步骤的组合：
-测量位于两个相对柱子(10，20)上的同轴发送器(210Tx，220TX)和接收器(210Rx，220Rx)中的每个配对之间的微波的直接传输的延迟和幅度，
-测量位于柱子(10，20)上的每个发送器(210Tx，220TX)与接收器(210Rx，220Rx)之间的微波的倾斜传输的延迟和幅度，所述接收器构成了位于与所述发送器同轴的相对柱子上的接收器，
-测量由每个发送器换能器(210Tx，220TX)发射的、并通过个体的身体或通过由该个体携带的欺骗性物质朝向形成接收器(210Rx，220Rx)的相同换能器或朝向构成后者的接收器(210Rx，220Rx)被反射的微波波的延迟和幅度，
-检测通过欺骗性物质和个体的身体被反射的微波波的双重回波的存在，
-将直接传输的微波波与空隙中的传输参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于延迟和衰减微波的一系列物质时传输警报，
-将直接传输的微波波与在相邻换能器上传输的微波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值的情况下生成警报，
-将倾斜的微波波与空隙中的参考值进行比较，并在检测到延迟大于阈值并且幅度对应于表示延迟和衰减微波的物质的预先确定的范围时生成警报，
-将倾斜传输的微波波与直接传输的相邻微波波进行比较，并在间隙大于在不同信号之间检测到的阈值的情况下生成警报，
-将检测到的双重回波与空隙中的传输值进行比较，并在检测到延迟大于两个回波的峰值之间的阈值且幅度大于阈值的情况下生成警报，
-分析相同接收器换能器(210，220)上的信号的演变时序，分别在接收器换能器(210，220)前后接收到的信号之间的不对称性，以及分别在接收器换能器(210，220)左右接收到的信号之间的不对称性，
-测量对应于微波波的反射的在所述通道(30)中行进的个体的身体高度，优选地在每个柱子的区域中，
-通过分析来自换能器微波接收器的信号，确定在所述通道的输入端和输出端之间在所述通道中行进的个体的定位，
-测量由于在所述通道中行进的个体所携带的金属物质而引起的感应场的改变，
-显示相关地检测金属物体和介电物体所处的通道的右侧或左侧的高度，
-显示在所述通道中行进的个体的轮廓前后类型，其尺寸基于通过检测到微波束的反射而进行的测量、以及检测到的金属物体和非金属介电物体的性质的定位和指示。
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