CN109669218B - 使用热感摄像机对鞋的检查 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由个人的脚穿着的鞋的检查方法，包括以下步骤：当所述鞋被个人的脚穿着时，借由热感摄像机获取(S1)所述鞋的热图像，根据所述鞋的热图像确定(S2)个人的脚的下界限，在获取所述热图像时确定(S3)所述鞋相对于所述热感摄像机的位置，并且根据所述鞋相对于所述摄像机的位置和所述脚的下界限推导(S4)所述鞋底的下表面与个人的脚的下表面之间的距离。

Description

使用热感摄像机对鞋的检查
技术领域
本发明涉及被设计为用于检测在受保护的访问区域中未经授权的物体或材料的检测器的领域。
背景技术
今天，似乎有必要高度可靠地控制将特定产品(例如但不限于爆炸材料)引入敏感区域内或在敏感区域之外取出特定产品的尝试。
这里提出的问题涵盖了范围非常广泛的情况，其特别且非限制性地包括将产品引入受保护区域(诸如商店、学校、火车站、公共或甚至私人机构)中的尝试、或将产品带到定义的周界外的尝试，例如在公司或受保护的场所遭到盗窃的情况下。
几年来，人体扫描仪已被开发用于检测隐藏在进入保护区的个人衣服下的武器、炸药等。所有这些系统都利用基于检测被检查个人的身体所调制或发出的辐射能量的技术。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、太赫兹波和超声波。
尽管使用了几种类型的辐射能量和成像几何，但所有这些人体扫描仪的原理是创建个人的电子图像，个人的衣服在其上是透明的。然后，该图像显示在监视器上并由操作员查看，以便后者确定该个人是否携带目标物体。为此，接受过目标物体检测训练的操作员必须能够确定由人体扫描仪识别出的那些物体是否对应于人体解剖结构、是否对应于已授权物体(诸如打火机、手帕或其他物品)、或者对应于目标物体(诸如武器或爆炸物)。
这些日子发生了试图欺诈地将产品带到受保护区域之外或试图引入这种产品的个人经常使用鞋来隐藏有问题的产品。这种现象本质上似乎是由于该区域难以在视觉上或通过手动触摸来控制的事实。
然而，常规人体扫描仪似乎不能检测这种产品，这是因为鞋的上部的厚度形成了护罩，并且在现有技术的基础上不能确定脚的形状并因此识别目标物体。
这就是为什么操作员要求想要进入退出敏感区域的个人脱掉他们的鞋，以试图改进检查。但是，尽管由于这种情况导致了约束和不适，但对移除的鞋进行目视检查并不总能完全确保检查。操作员实际上不能确定物体或材料是否在内部空腔中不被伪装，而内部空腔不能直接从鞋接近，特别是后者的鞋底。
因此，申请人提出了附图1中示出的类型的设备，其包括框架，该框架包括：
-基座10，其由以台阶形式的矩形板形成，其中平面上表面包括旨在接纳和定位由鞋覆盖的个人的单个脚的设计或脚印12和止挡件(stop)14，
-两个对称的侧板20，其容纳检测装置，以及
-信息模块30。
文献FR 2 860 631、EP 1 574 879、FR 2 889 338和FR 2 911 212公开了图1中示出的设备的示例。
在所提到的文献中描述的检测装置可以由以下组成：用于检测金属的绕组、用于抽出蒸汽或颗粒的痕迹(例如药物或爆炸物)的取样装置(例如以吸嘴的形式)、包括例如亥姆霍兹线圈的基于核磁共振的分析装置、又或者复阻抗分析装置或放射性辐射检测器。
像这样的文献US2014/0320331提出了向常规人体扫描仪添加底板，该底板配备有在底板的上壁的方向上发射电磁波的天线阵列。电磁波由鞋朝向底板内部反射，因此它们可以被天线接收到。处理器能够检测到鞋中目标物体的存在。
因此，该设备改进了当目标物体隐藏在鞋中时对该目标物体的检测。但是当目标物体包括诸如炸药的电介质(其根据鞋中的恒定厚度而定位)时，这种检测似乎是有限的。检测器实际上不能区分当鞋具有厚鞋底时天线所获得的响应以及当鞋底是细小的但是被恒定厚度的炸药覆盖时所获得的响应。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种新颖的检测装置，用于改进对目标物体的检测，该目标物体是诸如在受保护的访问区域中未经授权的物体或材料，其可能在鞋中被伪装。
为此，本发明提出了一种对由个人的脚穿着的鞋的检查方法，所述鞋包括鞋底，所述鞋底包括旨在与地板接触的下表面，并且所述方法包括以下步骤：
-当所述鞋被所述个人的脚穿着时，借由热感摄像机获取所述鞋的热图像，
-从所述鞋的热图像确定所述个人的脚的下界限，所述下界限对应于所述脚的下表面，
-在获取所述热图像时确定所述鞋相对于所述热感摄像机的位置，并且
-根据所述鞋相对于所述摄像机的位置以及所述脚的下界限推导所述鞋底的下表面与所述个人的脚的下表面之间的距离。
上文定义的检查方法的一些优选但非限制性的特征如下，采取单独地或组合地：
-在所述热图像的获取步骤期间，所述热感摄像机朝向所述个人的脚的后跟的方向定向，使得所获得的热图像包括所述后跟。
-所述热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中，辐射强度的值对应于每个像素。
-用于确定界限的步骤包括以下子步骤：对于所述N行像素，计算属于同一行的像素的值的平均值，以获得N个平均像素的列；计算所述平均像素的导数；并且识别与以这种方式计算出的导数的峰值对应的像素。
-所述距离的推导步骤包括子步骤，在所述子步骤期间识别出其中所述值为最低的平均像素。
-所述距离的推导步骤还包括以下子步骤：计算与所述导数的峰值对应的像素与其中所述值为最低的平均像素之间的多个像素中的差值；确定取决于所述鞋相对于所述热感摄像机的位置的线性因子；并且将以这种方式获得的差值乘以所述线性因子。
-所述导数的峰值在对应于以下像素的导数当中确定，其中所述值为最低的平均像素和在其中所述值为最低的所述平均像素上方延伸的平均像素之间延伸的像素。
-所述方法还包括子步骤，在所述子步骤期间在计算其导数之前向所述平均像素应用低通滤波器。
-所述方法还包括以下步骤：通过朝向所述鞋底发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底中的垂直堆叠造成的分层；根据在所述推导步骤期间获得的所述脚的下表面与所述鞋底的下表面之间的距离对以这种方式检测到的分层进行标准化；并且将以这种方式标准化的分层的值与警报阈值进行比较，并在超过所述警报阈值时触发警报。
-所述方法还包括以下步骤：通过朝向所述鞋底发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底中的垂直堆叠造成的分层；在所述连续回波当中识别出具有较高振幅的回波；确定具有较高振幅的回波的传输和反射时间；通过推导对应于具有较高振幅的回波的分层与所述鞋底的下表面之间的高度；并且将以这种方式推导出的高度与在所述推导步骤期间获得的所述脚的下表面和所述鞋底的下表面之间的距离进行比较，并且如果需要，则触发警报。
-所述方法还包括以下步骤：测量由放置在所述基座上的鞋的鞋底形成的电容；根据在所述推导步骤期间获得的所述脚的下表面与鞋底的下表面之间的距离对以这种方式测量出的电容进行标准化；并且将以这种方式标准化的电容值与警报阈值进行比较，并在超过所述警报阈值时触发警报。
-所述方法还包括以下步骤：测量由放置在所述基座上的鞋的鞋底形成的电容；通过推导所述脚的下表面与所述鞋底的下表面之间的高度，并且将以这种方式推导出的高度与所述推导步骤期间获得的所述脚的下表面与所述鞋底的下表面之间的距离进行比较，并且如果需要，则触发警报。
根据第二方面，本发明还提出了一种在当鞋由个人穿着时用于检查包括鞋底的鞋的系统，所述系统包括：
-基座，其被配置为接纳由所述鞋覆盖的个人的至少一只脚，
-热感摄像机，其被配置为获取由所述个人穿着的鞋的热图像，
-被配置为确定所述鞋相对于所述热感摄像机的位置的装置，以及
-处理器，其被配置为从所述鞋的热图像确定所述个人的脚的下界限，所述下界限对应于所述脚的下表面，并根据所述鞋相对于所述热感摄像机的位置和所述脚的下界限推导所述鞋底的下表面和所述个人的脚的下表面之间的距离。
上文定义的检查系统的一些优选但非限制性的特征如下，采取单独地或组合地：
-所述热感摄像机被固定到所述基座，以便获取所述鞋的后跟的图像。
-所述系统被配置为检查由个人穿着的两只鞋并且包括两个热感摄像机，每个摄像机被配置为获取所述鞋中的一个的图像。
-所述热感摄像机对波长为大约数十微米、优选地8微米至14微米之间的波敏感。
-当所述基座放置在地板上时，所述热感摄像机在垂直于所述地板的平面中的角度场大于所述热感摄像机根据平行于所述地板的水平面的角度场。
-所述热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中N大于M。
-其中被配置为确定所述鞋相对于所述红外摄像机的位置的装置包括以下元件中的至少一个：机械止挡件，其相对于所述热感摄像机固定，并且被配置为在检查期间与所述鞋的一部分接触；视觉标记；光电电池的集合，其被配置为发送和/或接收光束，所述集合固定在与所述系统相对的两个壁上，其被配置为被定位于所述鞋的任一侧；天线阵列，其被配置为发送和/或接收磁场，所述阵列固定在所述系统的底板中；和/或至少一个红外发送器和红外接收器以及用于分析所述发送器和所述接收器之间红外波往返时间的设备。
根据第三方面，本发明提出检测的集合，包括如上所述的系统和以下检测器中的至少一个：
-人体扫描仪，其包括使用被检查的个人的身体所调制或发出的一种或多种辐射能量的目标物体的检测装置，
-检测器设备，其包括适于通过在朝向所述鞋底发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底中的垂直堆叠造成的分层的装置，
-由所述鞋的鞋底形成的电容的测量装置。
附图说明
本发明的其他特征、目的和优点将从以下详细描述并且相关于借由非限制性示例给出的附图更清楚地显现，并且其中：
图1在先前描述，示出了根据现有技术的用于检查鞋的检测器设备。
图2是示出了个人直立的正面拍摄的个人的热图像。
图3a和图4a是以鞋的两个示例的轮廓拍摄的照片。
图3b是借由红外摄像机获得的图3a的鞋的热图像。
图3c对应于应用了低通滤波器之后的图3a的热图像。
图3d和图4b分别对应于应用了低通滤波器和经修改的温度标度之后的图3a和图4a的热图像。
图3e和图4c分别是图3a和图4a的鞋的后视图。
图3f是借由红外摄像机获得的图3e的鞋的热图像。
图3g对应于应用了低通滤波器之后的图3e的热图像。
图3h和图4d分别对应于应用了低通滤波器和修改了温度标度(scale)之后的图3e和图4c的热图像。
图5a示出了表示平均像素的列的值(开尔文温度)并且已应用了低通滤波器的图的示例。
图5b是表示图5a的值的导数(作为像素的函数的温度的导数)的图。
图6示出了以人体扫描仪的形式的根据本发明的检查系统的第一示例。
图7示出了以鞋的检查设备的形式的根据本发明的检查系统的第二示例。
图8示出了以鞋的检查设备的形式的根据本发明的检查系统的第二示例。
图9是示出了根据本发明的实施例的检查方法的步骤的流程图。
图10是示出了用于从热图像确定个人的脚的下界限的子步骤的示例的流程图。
图11是示出了用于从脚的下界限和鞋与热感摄像机(thermal camera)之间的距离推导鞋底的下表面和个人的脚的下表面之间的距离的子步骤的示例的流程图。
具体实施方式
为了检测目标物体，本发明提出使用一个或多个热感摄像机7来确定地板和穿着者的后跟(heel)的下表面之间的距离6(沿着垂直于地板的轴线)并使用该信息以检测鞋2中可能存在的目标物体。当个人不在脚和鞋底3之间运输目标物体时，该距离6对应于鞋底3的厚度。
这里的热感摄像机7(也被称为红外摄像机)是指被配置为记录由身体发出的红外辐射并且取决于其温度而变化的设备。
热感摄像机7已经用于个人的检查。然而，在某种程度上，热感摄像机7在个人穿着衣服时无法获得个人身体轮廓的精确图像，它们目前仅用于检测线何时交叉(红外屏障)或用于确定设备与物体之间的距离。可以特别参考描述这些使用示例的文献FR 2 950 976或US 2007/235652。
实际上，如附图2中显而易见的，热感摄像机7记录由个人身体发出的红外辐射。现在，当个人穿着衣服时，他必然使他的衣服加热，这防止了他的身体的精确轮廓被确定，并且因此可选地存在隐藏在他的衣服之下的目标物体。而且，鞋2的上部阻挡了热量的散发，并且因此减少了由脚发出的辐射，使得相比身体的其余部分而言，脚的区域在由摄像机拍摄的热图像上更难以区分。从图3b和图3f这也是显然的，如下面将显而易见的，其对应于在由处理器处理之前由个人穿着的鞋2的热图像。
申请人注意到，对于任何尝试，仍然可能并且有利的是使用对由个人的脚穿着的鞋2拍摄的热图像来精确地确定他的脚的下表面与地板之间的距离6。如图3e、图3h、图4b和图4d中示出的，在处理图像之后，脚5的下表面和地板之间的界限(limit)实际上足够精确，以从中推导出该距离6。
根据本发明的用于检查鞋2的系统1包括以下元件：
-基座10，其被配置为接纳由鞋2覆盖的个人的至少一只脚，
-热感摄像机7，其被配置为获取由个人穿着的鞋2的热图像，
其被配置为确定鞋2相对于热感摄像机7的位置的装置15，以及
-处理器16，其被配置为从鞋2的热图像确定个人的脚的下界限9，所述下界限9对应于脚5的下表面，并根据鞋2相对于热感摄像机7的位置和脚的下界限9推导出鞋底3的下表面4与个人的脚5的下表面之间的距离6。
鞋底3在这里指的是鞋2与地板接触的部分。为此目的，它包括与地板直接接触的下表面3、被配置为与个人的脚5的下表面(或者，如果需要的话，目标物体(当所述物体放在脚和鞋底3之间时))接触的上表面。根据鞋2，脚的下界限9从外部可见(图3a至图3h中示出的示例的情况)，或者被遮盖(诸如图4a至图4d中示出的经补偿的鞋2的情况)。
系统1的一般结构可以是任何类型。
系统1的结构可以例如对应于人体扫描仪的结构，如文献EP 2 202 700、US2014/0320331或甚至US 2007/0235652中所描述的并且借由图6中的非限制性示例示出的。
更精确地，系统1可以包括基座10，该基座10包括至少两个对称的侧板20，该侧板20容纳检测装置26，并且特别是X射线型、微波、毫米波、红外光、太赫兹波或甚至超声波的辐射能量。其他检测装置当然可以是可能的，另外地或可替选地：辐射能量的检测装置，并且特别是用于检测金属的绕组；用于抽出蒸汽或颗粒的痕迹(例如药物或爆炸物)的取样装置(例如以吸嘴形式)；包括例如亥姆霍兹线圈的基于核磁共振的分析装置；又或者复阻抗分析装置或放射性辐射检测器。
典型地，基座10可以形成气闸或更简单地形成门。
可选地，基座10还可包括在个人头部上方连接上部中的面板的横梁11和/或个人在其上行走的底板12。
作为变型，系统1的一般结构可以对应于通常在鞋2的检查设备中使用的结构，诸如文献FR 2 860 631、EP 1 574 879、FR 2 889 338和FR 2 911 212中描述的并且借由图7和图8中的非限制性示例示出的那些。下面将不详细描述这些设备的一般结构。然而，回顾一下这些图示出了一种设备，包括：
-基座10支撑件，其以旨在接纳和定位由鞋2覆盖的脚的脚步的形式由板13形成，以及
-两个对称的侧板20，其容纳检测装置，以及
-可选地信息模块。
这些图中示出的设备可以符合其几何形状、其尺寸、信息模块上显示的消息的性质、上述文献中描述的配置。
其适用于提交以进行分析的个人的随机分类装置类型的任何附件、用于检测金属而实施的频数分析和/或脚抵靠两个面板上以发起处理的安装。
在一个实施例中，该设备包括以下检测装置中的至少一个：
-装置24，其适于通过在朝向鞋底3发射波之后检测连续回波而检测由鞋底3中的垂直堆叠造成的分层，和/或
-由鞋2的鞋底3形成的电容的测量装置。例如，这些测量装置可包括放置在脚印区域中的电极22和放置在侧板20的上部中的电极22。它们将在下文中更详细地定义。
被配置为确定鞋2相对于热感摄像机7的位置的装置15可以特别地包括机械止挡件(mechanical stop)，该机械止挡件相对于热感摄像机7被固定并且被配置为在检查期间与鞋2的一部分接触。典型地，机械止挡件可以被定位成与鞋2的尖端或他的后跟接触。如下文将显而易见的，机械止挡件15优选地被定位成接纳后跟的后部，使得可以精确地确定个人的后跟的位置。在该实施例中，机械止挡件优选地被定位和定尺寸为不妨碍热感摄像机7捕获热图像。
机械止挡件可以特别地被固定到人体扫描仪的底板12上或被固定在检查设备的板13上。
在图8中示出的实施例中，机械止挡件是固定在检测器设备的板13上的低壁。低壁是弯曲的以模制后跟的形状并固定轴向位置(根据脚在设备中的插入方向)和脚在设备中的定向。
作为变型，配置为确定鞋2相对于摄像机的位置的装置15可包括以下元件中的至少一个：
-视觉标记(诸如脚印)，其被放置在人体扫描仪的底板12上或检查设备的板13上。视觉标记可以不可拆卸地集成或固定在底板12(或板13)上或借由图像投影仪投影。
-天线阵列，其被配置为发送和/或接收磁场。天线可以被固定在人体扫描仪的底板12中或下面(或者在检查设备的板13中或下面)。
-光电单元的集合，其被配置为发送和/或接收光束，所述集合被固定在与系统1相对的两个壁上，其被配置为位于鞋2的任一侧，使得由发射单元在相对的接收单元的方向上发出的光束被个人的脚的存在所中断。
-至少一个发送器/红外接收器配对(couple)和用于分析发送器和接收器之间红外波往返时间的设备。
例如，(光电或红外)发送器可以容纳在系统1的侧板20中的一个中(无论是人体扫描仪的侧板20还是检查设备的侧板20)，而接收器可以容纳在另一侧板20中。作为变型，发送器和接收器可以同时容纳在两个侧板20中。
当然，应该理解，用于确定脚的位置的装置15的每个示例可以单独使用或组合使用。典型地，系统1可以同时包括视觉标记和机械止挡件。
热感摄像机7对波长为大约数十微米、优选为8微米至14微米之间的波敏感。
热感摄像机7可以是能够拍摄固定图像(照片)或动画图像(胶片)的摄像机单元。
热感摄像机7可以固定到系统1的基座10。
在实施例中，热感摄像机7定位在基座10上，以便获取个人的鞋2的后部的热图像。优选地，热图像包括鞋2的后跟。实际上，申请人注意到鞋2的这部分越来越精确地发送脚的红外辐射并产生更准确的结果(参见图3e至图3h、图4b和图4d)。申请人通过鞋2随着时间的推移与个人的后跟接触的事实来解释这种现象，而前部的调整较少以留下他的脚趾的空间。因此，红外辐射的传输在后跟区域中更好地执行，从而使用热感摄像机7产生比脚的前部更清晰的后跟的图像，并且因此更精确地确定脚5的下表面和鞋2的鞋底3之间的界限9。
当基座10放置在地板上时，热感摄像机7在垂直于地板的平面中的角度场8大于热感摄像机7根据平行于地板的水平面的角度场8。换句话说，热图像高于宽。当热感摄像机7获取鞋2的后跟的热图像时，该配置特别适合，这是因为身体的该区域是窄的并且目的是沿着垂直于地板的轴识别在脚和鞋2之间的界限9。可以特别参考图6至图8，其示出了摄像机的角度场8。
在实施例中，热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中N严格大于M。例如，N可以等于320而M可以等于240。
如果需要，则系统1可包括固定在基座10上的两个热感摄像机7，每个热感摄像机7被配置为获取个人的鞋2中的一个的图像。因此，可以同时检查个人的两个鞋2(参见图6至图8)。
可选地，系统1还可以包括至少一个额外热感摄像机7，其被配置为获取鞋2的额外热图像。例如，摄像机中的一个可以获取后跟的热图像，而摄像机中的另一个获取鞋2的前部的热图像。
系统1当然可以包括四个热感摄像机7，特别是针对每个鞋2的两个热感摄像机7，如图6的实施例中示出的。
处理器16可以被容纳在系统1的基座10中或者与其相距一段距离，在同一房间中或另一个位置，有线或无线，并且可以连接到热感摄像机7，并且如果需要，则可以连接到装置15，以用于确定鞋2相对于热感摄像机7的位置。
处理器16还可以包括用于至少临时记录由热感摄像机7拍摄的热图像以及参考材料的任何优选的映射图(特别是当检测器包括由鞋2的鞋底3形成的电容的测量装置时)。
现在将描述可以对由个人穿着的至少一个鞋2的检查S执行的步骤。在下文中，为了简化描述，用于确定鞋2的位置的装置15包括以在机械止挡件的相关联的基座10上形成的脚印的形式的视觉标记(如果需要的话)。在获取热图像时，鞋2相对于热感摄像机7的位置因此是固定的并且是已知的。
此外，放置热感摄像机7以便获取包括鞋2的后跟的热图像。
在第一步骤S1期间，个人被定位在系统1中。
当系统1包括人体扫描仪时，通过将个人的脚定位在脚印上，他站立在两个侧板20之间，如果需要，则直立在底板12上。在图6的实施例中，确定个人的脚的位置的装置15实际上不包括机械止挡件，即使这是可能的。
当系统1包括检测器设备(图7和图8)时，个人将他的一个或两个脚定位在板13上、在脚印上，并且如果需要，则抵靠相关联的机械止挡件。
在第二步骤S2期间，热感摄像机7获取由个人穿着的鞋2的热图像。
热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中每个像素对应于辐射强度的值。
在第三步骤S3期间，确定个人的脚的下界限9。该下界限9对应于鞋2中的脚5的下表面的位置，当个人不在他的鞋2中运输目标物体时，其可以是鞋底3的上表面，或当个人将这样的目标物体隐藏在鞋底3上方时，其可以是目标物体的上表面。
为此，在第一子步骤S31期间并且针对N行像素，处理器16计算属于同一行的像素的值的平均值，以获得N个平均像素的列(下文中为pix(i)，其中i∈[1；N])。如果需要，则处理器16可以在该步骤S31之前选择包括个人的后跟的热图像的区域。
可选地，如图5a在示出的，处理器16可以将低通滤波器应用于N个平均像素(步骤S32)。例如，针对平均像素pix(i)，处理器16可以取该像素的值的平均值，其中在平均像素的列中，三个像素的值位于正上方，而三个像素位于正下方，以获得经平均和经过滤的像素pixf(i)：
Figure BDA0001828616580000131
在第二子步骤S33期间，处理器16识别其中所述值为最低的平均像素pixmin(或者如果需要的话，在应用低通滤波器之后的平均像素pixf_min)。该像素pixmin对应于与鞋底3的下表面4相关联的热图像上的区域。事实上，在热图像上，特别地如图2、图3d、图3h、图4b和图4d中示出的，地板反射红外辐射。而且，鞋底3的下表面4是鞋2最远离个人的脚和身体的其余部分的部分：因此它是发射最低红外辐射的部分。因此，在热图像上，位于鞋底3的下表面4下方的所有区域对应于由地板反射的红外辐射。如下面将显而易见的，因此在其中所述值为最低的像素pixmin下延伸的热图像的一部分可以被拿走，这是因为它不表示由个人的脚发出的辐射。
在第三子步骤S34期间，处理器16计算平均像素pix(i)的值(或者如果需要的话，在应用低通滤波器之后的像素pixf(i)的值)的导数以获得导数pixd(i)。
Figure BDA0001828616580000132
其中x是像素pix(i)的高度。图5b示出了例如应用于图5a的曲线的第三子步骤S33。
作为变型，由于热感摄像机7的像素的高度是恒定的，因此也可以计算相邻像素的值之间的差值。
优选地，仅针对位于其中红外辐射的值为最低的像素pixmin上方的平均像素(pix(i))计算导数。
在第四子步骤S35期间，处理器16识别与以这种方式计算出的导数pixd的峰值对应的像素pixd_max。该像素pixd_max对应于个人的脚的下界限9，即，对应于他的脚的下表面。
根据个人的脚的下界限9和鞋2与热感摄像机7之间的距离，处理器16确定脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6(步骤S4)。
为此，在第一子步骤S41期间，处理器16确定对应于导数的峰值的像素pixd_max与其中所述值为最低的平均像素pixmin之间的多个像素中的差值Δ。
例如，如图5b中示出的，当像素pixd_max对应于从平均像素(pix(79))的列的底部开始的第79个像素并且其中所述值为最低的平均像素pixmin对应于第46个平均像素(pix(46))时，多个像素中的差值Δ等于79-46＝33。
在第二子步骤S43期间，处理器16将以这种方式获得的差值Δ乘以预定的线性因子K，该线性因子K取决于鞋2相对于热感摄像机7的位置。这关于简单的三角计算，以将其中所述值为最低的像素pixmin与对应于导数的峰值的像素pixd_max之间的像素的数量转换为度量距离。在该实施例中，该线性因子K是预定的并且是预先记录的，这是因为鞋2的后跟和热感摄像机7之间的距离由于脚印和机械止挡件(如果需要的话)而是固定的和已知的(步骤S42)。因此，因子K等于给定像素的最低点与所述像素的最高点之间的角度β的正切(否则表示以下角度的正切，在其之下热感摄像机7看到给定像素)乘以与鞋2接触的机械止挡件的表面与热感摄像机7之间的距离：
K＝D.tan(β)
因此，在上文描述的示例中，对于等于1.25的线性因子K，这给出了等于41mm的距离6。
作为变型，当鞋2和热感摄像机7之间的距离没有被预先记录并且例如由专用装置瞬时测量时，处理器16确定角度β作为由装置15测量出的距离的函数以确定鞋2的位置，然后计算线性因子K(步骤S42)。
处理器16在个人的脚5的下表面和鞋2的鞋底3的下表面4之间获得距离6(沿着垂直于地板(或者如果需要的话，根据应用，底板12或板13)的轴)。
以这种方式确定出的脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6可用于对由系统1获得的信息进行标准化或用于完成/确认通过其他装置并行进行的该距离6的测量。
例如，在文献US2014/0320331中描述的人体扫描仪的情况下，波被脚5的下表面反射或者作为变体被放置在鞋2中的目标物体反射。如果借由穿着者脚下的均匀厚度施加目标物体，则天线无法检测到它。然而，通过组合由天线接收到的信息和从鞋2的热图像确定出的距离6，处理器16可以从鞋底3的下表面4或从检测到的电介质材料确定出脚5的下表面处于比预期更大的距离，并生成警报，以便安全人员检查鞋2。
这同样适用于检查设备的情况。
特别地，确定距离6可用于对用于检测鞋2内的特定材料的存在的信号进行标准化和/或出于冗余的目的，以提高设备的可靠性。
例如，本发明的系统1可以用在检测设备中以检测目标物体，该检测设备包括适于通过在朝向鞋底3发射波之后检测连续回波而检测由鞋底3中的垂直堆叠S5造成的分层(即，在垂直于板13的方向上)的装置，以对源自垂直分层的检测装置的信号进行标准化。
垂直分层的检测装置可以特别地包括相邻的微波发送器和接收器24的一个或多个配对，其放置在脚印下面的板13中。以这种方式集成的接收装置检测不同界面上的微波回波或由于在鞋底3的下表面4和脚5的下表面之间相对于微波具有不同传播特性的连续层的垂直堆叠而产生的分层。换句话说，垂直分层的检测装置检测鞋底3的块(mass)内的口袋或特定材料的存在，并因此识别出隐藏在鞋2中的目标物体。
可以特别地参考2016年4月15日以申请人的名义登记的文献FR 16 55726，以获得关于这种类型的检测器的结构和操作的更多细节。
在实践中，微波发送器/接收器配件检测由鞋底3内的垂直堆叠引起的材料界面发回的回波，并通过测量这些回波的传输和接收时间来检测这些界面的高度。
主回波(即，具有较高振幅)是由脚5的下表面产生的，其对应于鞋底3的上表面(或者如果需要的话，目标物体的上表面)。
该主回波的时间和衰减可以通过将其除以在推导步骤S4期间获得的脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6来进行标准化(步骤S6)，以获得与鞋底3的厚度无关的延迟/mm和衰减/mm。处理器16可以将延迟和标准化衰减与预定阈值进行比较，并且一旦超过则触发警报(步骤S8)(如果需要的话)。
以这种方式，取决于脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6的接收器上的回波接收时间的标准化使得更容易检测鞋底3上的异常。
作为变型或另外地，直接比较该主回波的接收时间与从热图像确定出的距离6产生简单测试(步骤S7)。
实际上，对于最小厚度的鞋底3，系统1等待在短的传输和反射时间之后在脚5的下表面上接收到主回波。相反，对于具有相当厚度的鞋底3，系统1等待在较长的传输和反射时间之后在脚5的下表面上接收到主回波。
然而，如果系统1在短的传输和反射时间之后检测到主回波，而热图像指示相当厚度的鞋底3，则可以怀疑在鞋底3内存在口袋或异物。
作为变型或另外地，在实施例中，本发明的系统1还可以包括由放置在基座10上的鞋2的鞋底3形成的电容的测量装置(步骤S5)。如果合适的话，则可以通过确定脚5的下表面的界限9来累积电容的这些测量装置，以获得关于脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的有效距离6的稳健且稳定的数据。
容量的测量装置可包括放置在脚印区域中的电极22和放置在侧板20的上部中的电极22，例如在手柄区域中(参见图7)。手柄优选地附接到基座10并且可以由嵌入侧板20的块中的导电材料制成。
该设备还包括发电机，典型地是交流电发电机，借由串联的断路器连接到上述电极22。
在脚印下方和手柄中的电极22之间限定的容量本质上取决于脚5的下表面和鞋2的鞋底3的下表面4之间的距离6。由鞋底3表示的该容量的阻抗值相对于放置在相同电极22之间的人体的阻抗值也是高的，使得容量的测量装置获得脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6的测量结果。以这种方式确定出的容量可以通过将其除以在推导步骤S4期间获得的脚5的下表面和鞋底3的下表面4之间的距离6来进行标准化(步骤S6)，以获得与鞋底3的厚度无关的容量/mm。处理器16可以将标准化容量与预定阈值进行比较，并且如果需要，则可以在超过预定阈值的情况下触发警报(步骤S8)。
作为变型或另外地，也可以借由电容装置将从鞋2的热图像确定出的距离6与确定出的距离进行比较(步骤S7)，并且在结果之间存在不一致的情况下可选地触发警报(步骤S78)。
这里也可以参考文献FR 16 55726，以获得关于使用容量的测量装置来确定鞋底3的厚度的更多细节。

Claims (20)

1.一种对由个人的脚穿着的鞋(2)的检查方法，所述鞋(2)包括鞋底(3)，所述鞋底(3)包括旨在与地板接触的下表面，并且所述方法包括以下步骤：
-当所述鞋(2)被所述个人的脚穿着时，借由热感摄像机(7)获取所述鞋(2)的热图像(S1)，
-从所述鞋(2)的热图像确定所述个人的脚的下界限(9)(S2)，所述下界限(9)对应于所述脚的下表面(5)，
-在获取所述热图像时确定所述鞋(2)相对于所述热感摄像机(7)的位置(S3)，并且
-根据所述鞋(2)相对于所述摄像机的位置以及所述脚的下界限(9)推导所述鞋底(3)的下表面(4)与所述个人的脚的下表面(5)之间的距离(6)(S4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述热图像的获取步骤(S1)期间，所述热感摄像机(7)朝向所述个人的脚的后跟的方向定向，使得所获得的热图像包括所述后跟。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，所述热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中，辐射强度的值对应于每个像素。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，用于确定下界限(9)的步骤(S2)包括以下子步骤：
-对于所述N行像素，计算属于同一行的像素的值的平均值以获得N个平均像素的列(S31)，并且
-计算所述平均像素的导数(S34)，并且
-识别与以这种方式计算出的导数的峰值对应的像素(S35)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中用于确定个人的脚的下界限(9)的步骤(S2)包括子步骤(S33)，在所述子步骤(S33)期间识别出其中所述值为最低的平均像素。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述距离(6)的推导步骤(S4)还包括以下子步骤：
-计算与所述导数的峰值对应的像素与其中所述值为最低的平均像素之间的多个像素中的差值(S41)，
-确定取决于所述鞋(2)相对于所述热感摄像机(7)的位置的线性因子(S42)，并且
-将以这种方式获得的差值乘以所述线性因子(S43)。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中，所述导数的峰值在以下导数当中确定，该导数对应于其中所述值为最低的平均像素和在其中所述值为最低的所述平均像素上方延伸的平均像素之间延伸的像素(S35)。
8.根据权利要求4所述的方法，还包括子步骤(S32)，在所述子步骤(S32)期间在计算其导数之前向所述平均像素应用低通滤波器。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-通过朝向所述鞋底(3)发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底(3)中的垂直堆叠造成的分层(S5)，
-根据在所述推导步骤(S4)期间获得的所述脚的下表面(5)与所述鞋底(3)的下表面(4)之间的距离(6)对以这种方式检测到的分层进行标准化(S6)，并且
-将以这种方式标准化的分层的值与警报阈值进行比较，并在超过所述警报阈值时触发警报(S8)。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-通过朝向所述鞋底(3)发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底(3)中的垂直堆叠造成的分层(S5)，
-在所述连续回波当中识别出具有较高振幅的回波，
-确定具有较高振幅的回波的传输和反射时间，
-从中推导出对应于具有较高振幅的回波的分层与所述鞋底(3)的下表面(4)之间的高度，并且
-将以这种方式推导出的高度与在所述推导步骤(S4)期间获得的所述脚的下表面(5)和所述鞋底(3)的下表面(4)之间的距离(6)进行比较(S7)，并且如果需要，则触发警报(S8)。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-测量由放置在基座(10)上的鞋(2)的鞋底(3)形成的电容(S5)，
-根据在所述推导步骤(S4)期间获得的所述脚的下表面(5)与鞋底(3)的下表面(4)之间的距离(6)对以这种方式测量出的电容进行标准化(S6)，并且
-将以这种方式标准化的电容值与警报阈值进行比较，并在超过所述警报阈值时触发警报(S8)。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-测量由放置在基座(10)上的鞋(2)的鞋底(3)形成的电容(S5)，
-从中推导出所述脚的下表面(5)与所述鞋底(3)的下表面(4)之间的高度，并且
-将以这种方式推导出的高度与所述推导步骤(S4)期间获得的所述脚的下表面(5)与所述鞋底(3)的下表面(4)之间的距离(6)进行比较，并且如果需要，则触发警报(S8)。
13.一种在当鞋(2)由个人穿着时用于检查包括鞋底(3)的鞋(2)的系统，所述系统包括：
-基座(10)，其被配置为接纳由所述鞋(2)覆盖的个人的至少一只脚，
-热感摄像机(7)，其被配置为获取由所述个人穿着的鞋(2)的热图像，
-被配置为确定所述鞋(2)相对于所述热感摄像机(7)的位置的装置(15)，以及
-处理器(16)，其被配置为从所述鞋(2)的热图像确定所述个人的脚的下界限(9)，所述下界限(9)对应于所述脚的下表面(5)，并根据所述鞋(2)相对于所述热感摄像机(7)的位置和所述脚的下界限(9)推导所述鞋底(3)的下表面(4)和所述个人的脚的下表面(5)之间的距离(6)。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述热感摄像机(7)被固定到所述基座(10)，以便获取所述鞋(2)的后跟的图像。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的系统，所述系统被配置为检查由个人穿着的两只鞋(2)并且包括两个热感摄像机(7)，每个摄像机被配置为获取所述鞋(2)中的一个的图像。
16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述热感摄像机(7)对波长为8微米至14微米之间的波敏感。
17.根据权利要求13所述的系统，其中，当所述基座(10)放置在地板上时，所述热感摄像机(7)在垂直于所述地板的平面中的角度场(8)大于所述热感摄像机(7)根据平行于所述地板的水平面的角度场(8)。
18.根据权利要求13所述的系统，其中，所述热图像是包括N行像素和M列像素的二维矩阵，其中N大于M。
19.根据权利要求13所述的系统，其中被配置为确定所述鞋(2)相对于热感摄像机(7)的位置的装置(15)包括以下元件中的至少一个：
-机械止挡件，其相对于所述热感摄像机(7)固定，并且被配置为在检查期间与所述鞋(2)的一部分接触，
-视觉标记，
-光电电池的集合，其被配置为发送和/或接收光束，所述集合固定在与所述系统相对的两个壁上，其被配置为被定位于所述鞋(2)的任一侧，
-天线阵列，其被配置为发送和/或接收磁场，所述阵列固定在所述系统的底板中，
-至少一个红外发送器和红外接收器以及用于分析所述发送器和所述接收器之间红外波往返时间的设备。
20.一种检测配件，包括根据权利要求13至19中任一项所述的系统和以下检测器当中的至少一个：
-人体扫描仪，其包括使用被检查的个人的身体所调制或发出的一种或多种辐射能量的目标物体的检测装置(26)，
-检测器设备，其包括适于通过在朝向所述鞋底(3)发射波之后检测连续回波而检测由所述鞋底(3)中的垂直堆叠造成的分层的装置(24)，
-由所述鞋(2)的鞋底(3)形成的电容的测量装置(22)。
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