DE4400190A1 - Sicherheitsschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschleuse mit einer Detektionsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Detektionsvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise auf Flughäfen verwendet, um Passagiere auf Waffen, Spreng­ stoff, Schmuggelgut etc. hin zu untersuchen.

Hierzu ist es bekannt, am Körper einer zu untersuchenden Person eine Handsonde entlangzuführen, die bei der Detek­ tion eines metallischen Gegenstandes einen Alarm abgibt. Mit Hilfe einer derartigen Handsonde kann zwar das rein ma­ nuelle Abtasten einer Person, das eine erhebliche Belastung sowohl für die zu untersuchende Person als auch für die Kontrollperson darstellt, vermieden werden. Problematisch ist hierbei jedoch, daß auch diese Untersuchungsmethode für die Kontrollperson relativ anstrengend ist und nichtmetal­ lische Waffen nicht ausgemacht werden können. Außerdem kön­ nen mit einer derartigen Handsonde Waffen nicht von anderen Metallgegenständen unterschieden werden.

Weiterhin ist eine Sicherheitsschleuse in Form eines Rah­ mens bekannt, durch den die zu untersuchenden Personen hin­ durchtreten müssen. Dieser Rahmen ist Teil einer Detektionsvorrichtung, die in gleicher Weise wie eine Hand­ sonde auf metallische Gegenstände reagiert und lediglich das manuelle Entlangführen einer Sonde am Körper erspart, sonst jedoch die gleichen Nachteile wie diese aufweist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Si­ cherheitsschleuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der von Personen in die Sicherheitsschleuse eingebrachte Gegenstände sowohl von ihrer Form her als auch weitgehend unabhängig von ihrem Material erkannt werden können und die eine einfache Überprüfung der Personen er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Er­ findung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschleuse besteht die Detektionsvorrichtung aus mindestens einer Wärmebildkamera, welche die von der Person und den eingebrachten Gegenstän­ den abgestrahlte Infrarotstrahlung erfaßt und in Form eines Wärmebildes darstellt.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Wärmebildkamera kann die Temperaturverteilung an der Außenhaut der Kleidung eines Menschen bildhaft dargestellt werden. Wenn sich ein Gegen­ stand unter der Kleidung des Menschen befindet, so absor­ biert dieser Gegenstand einen Teil der vom Körper abge­ strahlten Infrarotstrahlung und kann aufgrund seiner gerin­ geren Temperatur auf dem Wärmebild sichtbar gemacht werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß aufgrund einer Tempe­ raturabweichung die Konturen eines Gegenstands, welcher die Wärmestrahlung absorbiert, sichtbar gemacht werden können.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Sicherheitsschleuse ist so­ mit ein berührungsfreies und automatisches Aufspüren von Gegenständen möglich, die von Personen unter der Kleidung verborgen in die Sicherheitsschleuse eingebracht werden. Die rein manuelle Untersuchung mit oder ohne Handsonde und die damit verbundenen physischen und psychischen Belastun­ gen sowohl für die zu untersuchende Person als auch für die Kontrollperson entfallen vollständig. Von besonderem Vor­ teil ist, daß mittels der Wärmebildkamera nicht nur metal­ lische, sondern auch nichtmetallische Gegenstände, bei­ spielsweise Plastiksprengstoff, in Form eines Wärmebildes dargestellt und entdeckt werden können.

Vorzugsweise sind mindestens zwei die zu untersuchende Per­ son von verschiedenen Seiten aufnehmende Wärmebildkameras vorgesehen. Hierdurch kann die Gefahr reduziert oder völlig beseitigt werden, daß bestimmte Körperbereiche der Person im "Aufnahmeschatten" einer Wärmebildkamera liegen und da­ her von dieser nicht erfaßt werden können.

Die Wärmebildkamera kann seitlich neben und in gleicher Höhe oder auch oberhalb der zu untersuchenden Person ange­ ordnet sein.

Eine kostengünstige Anordnung ergibt sich, wenn die Wärme­ bildkamera ortsfest in einem unveränderlichen Abstand zu einem vorbestimmten Untersuchungsplatz angeordnet ist.

Vorteilhafterweise ist die Wärmebildkamera jedoch mittels einer Haltevorrichtung auf einer vorbestimmten Bewegungs­ bahn relativ zur untersuchenden Person bewegbar. Hierbei ist es beispielsweise möglich, die Wärmebildkamera zumin­ dest teilweise um die zu untersuchende Person herumzubewe­ gen, um diese Person von allen Seiten aufnehmen zu können.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch ein von der zu untersuchenden Person zu betretendes Bodenteil vorgesehen sein, das relativ zur Wärmebildkamera bewegbar, insbeson­ dere drehbar ist.

Eine besonders sichere Anordnung ergibt sich, wenn zusätz­ lich zur Wärmebildkamera eine Metallsonde vorgesehen ist.

Die Metallsonde ist dabei vorteilhafterweise derart relativ zur Wärmebildkamera angeordnet, daß sich die Aufnah­ mebereiche der Metallsonde und der Wärmebildkamera zu­ mindest teilweise überlappen. Günstig ist es ferner, wenn der Aufnahmebereich der Wärmebildkamera oberhalb des Auf­ nahmebereichs der Metallsonde liegt. Die Aufteilung der Aufnahmebereichen zwischen der Metallsonde und der Wärme­ bildkamera kann beispielsweise derart sein, daß von der Wärmebildkamera der Oberkörper aufgenommen wird, während der Beinbereich von der Metallsonde erfaßt wird.

Vorteilhafterweise ist eine Personenvereinzelungsanlage in Form eines Korridors vorgesehen und die Wärmebildkamera derart zu diesem Korridor ausgerichtet, daß ihr Aufnahmebe­ reich innerhalb des Korridors liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine Abschirmung einzelner Personen durch andere Personen vermieden wird.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ver­ läuft der Korridor eckig oder gekrümmt, wobei zwei den Ecken- bzw. Krümmungsbereich überwachende voneinander beab­ standete Wärmebildkameras vorgesehen sind. Bei geeigneter Positionierung der Wärmebildkameras ist auf diese Weise si­ chergestellt, daß die zu untersuchende Person von allen Seiten von den Wärmebildkameras aufgenommen wird, da die zu untersuchende Person an der Ecke bzw. Krümmung eine Drehbe­ wegung relativ zu den Wärmebildkameras vornimmt.

Alternativ hierzu ist es möglich, daß auf gegenüberliegen­ den Seiten des Korridors jeweils eine Wärmebildkamera ange­ ordnet ist, die um eine senkrechte Achse schwenkbar ist. In diesem Fall ist die Schwenkbewegung der Wärmebildkameras derart steuerbar, daß sie die den Korridor entlanggehende Person in ihrem Aufnahmebereich behalten und diese somit sowohl von vorne, von der Seite als auch von hinten aufneh­ men.

Vorteilhafterweise ist die Wärmebildkamera mit einer elek­ tronischen Datenverarbeitungsanlage zur Auswertung der auf­ genommenen intensitätsunterschiede der Wärmeabstrahlung ei­ ner Person verbunden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherheitsschleuse als mobile Einheit ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Sicherheitsschleuse beispielsweise auf einem Wagen fest in­ stalliert sein oder aus leicht montierbaren und demontier­ baren Einzeiteilen bestehen, die an der gewünschten Stelle auf- und abgebaut werden.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufspü­ ren von von Personen in eine Sicherheitsschleuse- einge­ brachten Gegenständen, wie Waffen, Sprengstoffen oder dgl. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die von der Person und den Gegenständen abgestrahlte Wärme erfaßt und aufgrund von Temperaturabweichungen zwischen Person und Gegenstand ein Wärmebild des Gegenstands erzeugt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Aufnahmeberei­ che einer aus einer Wärmebildkamera und einer Metallsonde bestehenden Detektionseinrichtung,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung von Anordnungsmöglichkeiten für die Wärmebildka­ mera,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung von "Totpunkten",

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer mit einem drehbaren Bodenteil kombinierten Wärmebildkamera und

Fig. 6 bis 10 schematische Darstellungen alternativer Anord­ nungs- und Ausbildungsmöglichkeiten von Wärme­ bildkameras und Korridoren.

Aus Fig. 1 ist eine zu untersuchende Person 1 ersichtlich, die mittels einer Kombination aus einer Wärmebildkamera 2 und einer Metallsonde 3 auf Gegenstände wie Waffen, Spreng­ stoff oder dgl. berührungslos untersucht wird. Die Wärme­ bildkamera 2 ist derart angeordnet, daß sie auf den Ober­ körper der Person 1 ausgerichtet ist, während der Auf­ nahmebereich der Metallsonde 3 auf den Beinbereich der Per­ son 1 ausgerichtet ist. In Fig. 1 ist der Aufnahmebereich der Wärmebildkamera 2 mit a und derjenige der Metallsonde 3 mit b bezeichnet. Wie ersichtlich, überlappen sich die Auf­ nahmebereiche a, b, um "Totpunkte", d. h. weder von der Wär­ mebildkamera 2 Doch von der Metallsonde 3 aufgenommene Be­ reiche der Person 1 zu vermeiden. Bei Berücksichtigung der durchschnittlichen Körpergröße eines Menschen sollte der Aufnahmebereich b der Metallsonde 3 etwa 0,8 m betragen. Weiterhin sollte der Aufnahmebereich a der Wärmebildkamera 2 bei einer Überlappung von 0,1 m mit dem Aufnahmebereich b der Metallsonde 3 bis zur Raumhöhe von etwa 2,5 m reichen, so daß die Wärmebildkamera 2 eine Höhe von 1,8 m aufnehmen sollte.

Bei der Auswahl der Wärmebildkamera 2 ist die erforderliche Temperaturauflösung von großer Bedeutung. Diese Tempera­ turauflösung bestimmt sich aus der Temperaturdifferenz zwi­ schen der Außentemperatur der menschlichen Kleidung einer­ seits mit und andererseits ohne Gegenstand unter der Klei­ dung. Ein angemessener Wert für die erforderliche Tempera­ turauflösung beträgt 0,4° Kelvin.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmebildkamera 2 in der Mitte des Aufnahmebereichs a und seitlich neben der Person 1 angeordnet. Bei einem vertika­ len Gesichtsfeldwinkel α der Wärmebildkamera 2 beträgt der Abstand 1 der Wärmebildkamera 2 von der Person 1 2m. Bei einer derartigen Ausbildung überdeckt der Aufnahmebereich a den gesamten Oberkörperbereich der Person 1 bis hin zur Decke 4 des Aufnahmeraums.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmebildkamera 2 in Höhe der Decke 4 des Aufnahmebereichs und seitlich neben der zu untersuchenden Person 1 angeord­ net. Die Wärmebildkamera 2 ist dabei derart ausgerichtet, daß die obere Begrenzung ihres Aufnahmebereichs horizontal direkt unterhalb der Decke 4 verläuft.

Um eine sichere Entdeckung der aufzuspürenden Gegenstände zu gewährleisten, muß die zu untersuchende Person 1 von verschiedenen Seiten her mittels der Wärmebildkamera 2 auf­ genommen werden. Wird die Person 1 von zwei gegenüberlie­ genden Seiten her aufgenommen, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, so entstehen jedoch immer noch Totpunkte 5, die von der bzw. den Wärmebildkameras 2 nicht bildhaft dargestellt werden können. Werden Waffen etc. im Bereich dieser Totpunkte 5 getragen, so besteht die Gefahr, daß diese unentdeckt bleiben. Die Sicherheitsschleuse muß daher derart aufgebaut sein, daß derartige Totpunkte 5 vermieden werden.

Eine Möglichkeit zur Vermeidung derartiger Totpunkte ist in Fig. 5 dargestellt. Die zu untersuchende Person 1 betritt bei diesem Ausführungsbeispiel ein um eine senkrechte Achse drehbares Bodenteil 6 und wird auf diesem Bodenteil um 360° herumgedreht. Die Wärmebildkamera 2 befindet sich seitlich neben der zu untersuchenden Person 1 auf halber Höhe des Oberkörpers. Durch den konstanten Abstand zwischen der Per­ son 1 und der Wärmebildkamera 2 können Verzerrungen des Wärmebildes vermieden werden. Da nur eine Wärmebildkamera 2 benötigt wird, handelt es sich auch um eine sehr ko­ stengünstige Lösungsmöglichkeit. Ferner ist der Platzbedarf dieser Anordnung relativ gering.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Personenvereinzelungsanlage in Form eines Korridors 7 vorgesehen, der bin einem Winkel von 90° verläuft. Vor und hinter der Abwinkelung des Korridors 7 ist jeweils eine Wärmebildkamera 2 vorgesehen. Die beiden Wärmebildkameras 2 sind derart gegeneinander ausgerichtet, daß die vordere Wärmebildkamera 2 die zu untersuchende Person 1 seitlich von hinten und die hintere Wärmebildkamera 2 die Person L seitlich von vorne aufnimmt, wenn sich die Person 1 vor der Abwinkelung in Position A befindet. Geht die zu untersu­ chende Person 1 um die Ecke des Korridors 7 herum zur Posi­ tion A′ weiter, so dreht sich die Person um 90° bezüglich der Wärmebildkameras 2, so daß Totpunkte vermieden werden können.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Wärmebildkamera 2 vorgesehen, die im Deckenbereich an einem beweglichen Arm oder Ausleger 8 befestigt ist. Der Arm 8 ist um eine senkrechte Achse 9 drehbar, wie durch den Pfeil 10 angedeutet ist. Zusätzlich kann, falls erforder­ lich, die Wärmebildkamera 2 ihrerseits am Arm 8 schwenkbar befestigt sein, wie durch den Pfeil 11 dargestellt. Die Wärmebildkamera 2 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit­ tels des Arms 8 um die Person 1 herumgeschwenkt.

Bei dem in den Fig. 8A und 8B dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind zwei Wärmebildkameras 2 vorgesehen, die um eine senkrechte Achse 12 schwenkbar sind. Die Fig. 8A zeigt die Stellung der Wärmebildkameras 2, wenn sich die Person 1 vor den Kameras befindet. Die Fig. 8B zeigt dagegen die Stel­ lung der Wärmebildkameras 2, wenn die Person 1 den Korridor 7 entlang an den Wärmebildkameras 2 vorbeigegangen ist. Wie ersichtlich, werden die Wärmebildkameras 2 mit der Person 1 mitgeschwenkt, so daß die Person 1 sich immer im Aufnahme­ bereich der Wärmebildkameras 2 befindet. Die Schwenkbewe­ gung der Wärmebildkameras 2 kann von einer geeigneten Mi­ kroprozessorsteuerung gesteuert werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden Totpunkte vermieden.

Eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 8A und 8B zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 9A und 9B. Hier werden beide Wärmebildkameras 2 halbkreisförmig um die vertikale Achse 12 herumgeführt, wenn die Person 1 an den Wärmebildkameras 2 vorbeigeht.

Aus Fig. 10 ist eine weitere Anordnung ersichtlich, mit der Totpunkte vermieden werden können. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist der Korridor 7 U-förmig ausgebildet und weist einen vorderen Abschnitt 7.1 sowie einen parallel zurückge­ führten Abschnitt 7.2 auf. Im Bereich der Biegung des Kor­ ridors 7 befindet sich eine Wärmebildkamera 2, deren Längsachse parallel zu derjenigen der Abschnitte 7.1 und 7.2 verläuft. In Laufrichtung des Korridors 7 gesehen hin­ ter dieser ersten Wärmebildkamera 2 befindet sich eine zweite Wärmebildkamera 2, deren Längsachse senkrecht zur ersten Wärmebildkamera ausgerichtet ist. Bewegt sich die zu untersuchende Person 1 von der Position A zur Position A′, so dreht sich die Person 1 im Bereich der Biegung zwangs­ läufig relativ zu den Wärmebildkameras 2, so daß auch hier wiederum Totpunkte vermieden werden können.

Aus Fig. 11 ist eine Anordnung ähnlich derjenigen von Fig. 10 ersichtlich, bei der wiederum zwei Wärmebildkameras 2 seitlich neben dem Korridor 7 vorgesehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Wärmebildkameras 2 nicht an den geraden Abschnitten des Korridors 7 angeordnet, sondern im Bereich der Ecken, wobei die Längsachsen der Wärmebild­ kameras 2 jedoch wiederum senkrecht zueinander angeordnet sind.

Mit Hilfe der in den Fig. 5-11 dargestellten Anordnungen ist es möglich, Personen von allen Seiten her auf Gegen­ stände wie Waffen, Sprengstoff etc. zu untersuchen, ohne daß Totpunkte auftreten. Mit Hilfe der Wärmebildkameras ist es möglich, die Konturen derartiger Gegenstände, die ver­ borgen unter der Kleidung getragen werden, mittels eines Wärmebildes sichtbar zu machen. Hierbei wird der Effekt ausgenützt, daß derartige Gegenstände die vom Körper abge­ strahlte Wärme zum Teil absorbieren und somit eine Tempera­ turdifferenz verursachen, die von der Wärmebildkamera er­ faßt wird.

Claims (17)

1. Sicherheitsschleuse mit einer Detektionsvorrichtung zum Aufspüren von durch Personen in die Sicherheitsschleuse eingebrachten Gegenständen, wie Waffen, Sprengstoff od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsvorrichtung aus mindestens einer Wärme­ bildkamera (2) besteht, welche die von der Person (1) und den eingebrachten Gegenständen abgestrahlte Infrarotstrah­ lung erfaßt und in Form eines Wärmebildes darstellt.

2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei die zu untersuchende Person (1) von verschiedenen Seiten aufnehmende Wärmebildkameras (2) vor­ gesehen sind.

3. Schleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmebildkamera (2) seitlich neben und in Höhe der zu untersuchenden Person (1) angeordnet ist.

4. Schleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmebildkamera (2) seitlich neben und oberhalb der zu untersuchenden Person (1) angeordnet ist.

5. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebildkamera (2) orts­ fest in einem unveränderlichen Abstand zu einem vorbestimm­ ten Untersuchungsplatz angeordnet ist.

6. Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebildkamera (2) mittels einer Haltevorrichtung auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn re­ lativ zur untersuchenden Person (1) bewegbar ist.

7. Schleuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen im Deckenbereich der Si­ cherheitsschleuse drehbar gelagerten Haltearm (8) aufweist, dessen die Wärmebildkamera (2) halterndes freies Ende um die zu untersuchende Person (1) herumbewegbar ist.

8. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der zu untersuchenden Person (1) zu betretendes Bodenteil (6) vorgesehen ist, das relativ zur. Wärmebildkamera (2) bewegbar, insbesondere drehbar ist.

9. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Wärmebildkamera (2) eine Metallsonde (3) vorgesehen ist.

10. Schleuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsonde (3) derart relativ zur Wärmebildkamera (2) angeordnet ist, daß sich die Aufnahmebereiche (a, b) der Metallsonde (3) und der Wärmebildkamera (2) zumindest teilweise überlappen.

11. Schleuse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Aufnahmebereich (a) der Wärmebildkamera (2) oberhalb des Aufnahmebereichs (b) der Metallsonde (3) liegt.

12. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Personenvereinzelungsan­ lage in Form eines Korridors (7) vorgesehen und die Wärme­ bildkamera (2) derart zu diesem Korridor (7) ausgerichtet ist, daß ihr Aufnahmebereich innerhalb des Korridors (7) liegt.

13. Schleuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Korridor (7) ungerade, d. h. eckig oder gekrümmt verläuft und daß zwei den Ecken- bzw. Krümmungsbereich des Korridors (7) überwachende Wärmebildkameras (2) vorgesehen sind.

14. Schleuse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf gegenüberliegenden Seiten des Korridors (7) jeweils eine Wärmebildkamera (2) angeordnet ist, die um eine senkrechte Achse (12) schwenkbar ist.

15. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebildkamera (2) mit ei­ ner elektronischen Datenverarbeitungsanlage zur Auswertung der aufgenommenen Intensitätsunterschiede der Wärmeabstrah­ lung einer Person (1) verbunden ist.

16. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschleuse als mo­ bile Einheit ausgebildet ist.

17. Verfahren zum Aufspüren von durch Personen in eine Sicherheitsschleuse eingebrachten Gegenständen, wie Waffen, Sprengstoff oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die von der Person (1) und den Gegenständen abge­ strahlte Wärme erfaßt und aufgrund von Temperaturabweichun­ gen zwischen Person (1) und Gegenstand ein Wärmebild des Gegenstands erzeugt wird.