RU2399955C2 - Система обнаружения многочисленных угроз - Google Patents

Abstract

Представлены способ и система для эффективного досмотра на опасные предметы угроз. Система включает в себя узел объекта, предназначенный для удерживания объекта, и узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания объекта комбинации двух или более проверок. Есть датчики, расположенные в узле объекта, при этом каждый из датчиков считывает данные, являющиеся следствием проверки объекта, и формирует выходной сигнал. Вычислительный узел принимает выходной сигнал из каждого из датчиков и параллельно обрабатывает выходные сигналы для определения фактора риска на основании параметров, вытекающих из двух или более проверок. Параллельный сбор и обработка выходных сигналов повышает достоверность. С помощью проверки «группы» объектов за раз система улучшает пропускную способность. Технический результат - повышение достоверности контроля. 3 н. и 42 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Эта патентная заявка испрашивает приоритет по §119(e) раздела 35 Кодекса законов США, предварительной заявки № 60/608,689 на выдачу патента США, зарегистрированной 10 сентября 2004 г., и предварительной заявки № 60/680,313 на выдачу патента США, зарегистрированной 13 мая 2005 г., содержание которых включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение в целом относится к системе для выявления наличия предмета угроз, а более точно, к системе для выявления наличия предмета угроз с параллельным использованием множества проверок.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В наши дни системы безопасности пунктов контроля в общественных местах, подобных аэропортам или правительственным зданиям, типично включают в себя некоторую комбинацию проверки обработкой изображений, металлодетектора и химической проверки. Химическая проверка обычно использует настольное устройство выявления следов взрывчатки (ETD), в котором из объекта (например, сумки) берется мазок или проба воздуха и проверяется на следы взрывчатых веществ.

Системы контроля безопасности, которые в настоящее время находятся в употреблении, не являются надежными настолько, насколько они могли бы. Например, рентгеновская проверка идентифицируют предметы угроз на основании плотностей объектов, а многие безопасные объекты имеют плотности, которые аналогичны таковым у некоторых предметов угроз. Естественно, высок процент ложноотрицательных результатов. При проверке обработкой изображений, включающей в себя рентгеновское или (компьютерное томографическое) CT-сканирование, достоверность проверки сильно зависит от бдительности и усмотрения человека-оператора, который просматривает изображения, в то время как сканируются сумки. Несмотря на то, что некоторые системы включают в себя автоматическое визуальное классифицирование подозрительных предметов, доверие человеческой бдительности и усмотрению по-прежнему играет главную роль в этих системах. Из-за отвлечений внимания, утомления и естественного ограничения объема человеческого внимания система контроля, которая настолько сильно полагается на усмотрение человека, не может достигать оптимального уровня достоверности. Более того, так как проверка обработкой изображений в большой степени полагается на визуализацию проверяемых объектов, пассажир может замаскировать или скрыть опасный предмет угроз и избежать выявления проверкой обработкой изображений.

Были сделаны попытки увеличить достоверность системы безопасности пунктов контроля посредством использования комбинации проверок, таких как обработка изображений, металлодетектор и химическая проверка. Типично, проверки выполняются использованием трех отдельных приборов и размещением их следующими один за другим. Объекты проверяются отдельными приборами раздельно и последовательно, одна проверка за другой. Например, система безопасности аэропорта может применять проверку обработкой рентгеновского изображения и подвергать химической проверке только сумки, которые указаны в качестве подозреваемых проверкой рентгеновского изображения. Подобным образом, что касается пассажиров, сначала они могут быть приглашены пройти через портал предварительного детектирования металла и подвергнуты проверке более точным металлодетектором, выполняемым человеком-оператором, только если поднята тревога предварительной портальной проверкой.

Проблема с этим типом упорядоченной/последовательной комбинации проверок состоит в том, что общая достоверность сильно зависит от достоверности каждой отдельной проверки, а, в некоторых случаях, от достоверности первой проверки. Например, если химическая проверка не используется, пока сумка не претерпевает неудачу при проверке обработкой рентгеновских изображений, использование химической проверки является полезным, только если проверка обработкой рентгеновского изображения достоверно идентифицирует подозрительные сумки. Если оператор, просматривающий рентгеновские изображения, не замечает вероятный предмет угроз, то обстоятельство, что химическая проверка является легкодоступной, не изменяет того факта, что вероятный предмет угроз прошел через систему безопасности.

Несмотря на то, что использование многочисленных проверок по каждому пассажиру и ручной клади могло бы быть очевидным способом для повышения достоверности контроля безопасности, такое решение не является удобным, так как оно привело бы к пассажирам, затрачивающим чрезмерное время при прохождении через контроль безопасности. Более того, такая система была бы недопустимо дорогостоящей. Для практической реализации точность контрольных проверок безопасности уравновешивается и дискредитируется необходимостью перемещать пассажиров через систему с приемлемой скоростью. К тому же, если проверка, которая дает большой процент ложноположительных результатов, подобно рентгеновской проверке, используется в качестве первой проверки, поток пассажиров излишне замедляется, потому что многие сумки, которые не содержат предмета угроз, были бы должны подвергаться вторичной проверке.

Требуется система и способ для перемещения пассажиров через пункт контроля безопасности с приемлемой скоростью без дискредитации достоверности контрольных проверок безопасности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из аспектов изобретением является система для досмотра объекта на предмет угроз. Система включает в себя узел объекта, предназначенный для удерживания объекта, и узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания объекта комбинации двух или более проверок. Есть датчики, расположенные в одном или обоих из узла объекта и узла проверки, при этом каждый из датчиков считывает данные, являющиеся следствием проверки объекта, и вырабатывает выходной сигнал. Вычислительный узел принимает выходной сигнал от каждого из датчиков, обрабатывает выходные сигналы по отдельности, чтобы сформировать значения параметров, и объединяет значения параметров, чтобы определить фактор риска, при этом фактор риска указывает вероятность того, что предмет угроз присутствует в объекте.

В еще одном аспекте система включает в себя узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания объекта комбинации двух или более проверок, и модульные узлы объектов, присоединенные к узлу проверки. Каждый из узлов объектов предназначен для удерживания объекта, а узел проверки проверяет объекты в разных узлах объектов. Вычислительный узел принимает выходные сигналы из одного или обоих из узлов объектов и узла проверки и определяет фактор риска для каждого объекта в разных узлах объектов.

В еще одном аспекте изобретением является способ досмотра объекта на предмет угроз. Способ влечет за собой идентификацию объекта в узле объекта, который содержит многочисленные датчики, расположенные в нем, и подвергание объекта комбинации проверок для идентификации свойств объекта. Выходные сигналы из многочисленных датчиков, расположенных в узле объекта, считываются, и выходные сигналы обрабатываются по отдельности для формирования значений параметров. Значения параметров объединяются для определения фактора риска, который указывает вероятность того, что предмет угроз присутствует в объекте.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - структурная схема, иллюстрирующая основные компоненты системы обнаружения многочисленных угроз в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - структурная схема примерного варианта осуществления системы обнаружения многочисленных угроз.

Фиг.3 - структурная схема, иллюстрирующая модули вычислительного узла для выполнения способа идентификации предмета угроз.

Фиг.4 - примерный вариант осуществления системы обнаружения многочисленных угроз, включающей в себя одиночный узел проверки и многочисленные узлы объектов.

Фиг.5 - структурная схема, показывающая узел проверки и узлы объектов.

Фиг.6 - еще один примерный вариант осуществления системы обнаружения многочисленных угроз, в которой объектом является человек (или любое из других живых существ).

Фиг.7 - еще один примерный вариант осуществления системы обнаружения многочисленных угроз для проверки неживых объектов и людей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления изобретения описаны в материалах настоящей заявки в контексте системы безопасности пункта контроля. Однако должно быть понятно, что варианты осуществления, предоставленные в данном документе, являются только примерными вариантами осуществления, и объем изобретения не ограничен применениями или вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки. Например, система по изобретению может быть полезной для автоматизированной проверки, среди прочих, небольших бандеролей и почты, с проверкой упакованных потребительских изделий (например, продуктов питания, лекарств).

Система обнаружения многочисленных угроз по изобретению полезна для выявления наличия различных предметов угроз. «Предмет угроз» является любой сущностью и или комбинацией сущностей и объектов, которые могут быть интересны системе безопасности, в том числе, но не в качестве ограничений, взрывчатыми веществами, взрывными устройствами, импровизированными взрывными устройствами, химическими боевыми реагентами, промышленными и другими химикатами, которые считаются опасными биологическими реагентами, контрабандой, наркотиками, оружием и радиоактивными материалами. Изобретение предоставляет автоматизированную систему для выполнения разных типов проверок, чтобы быстро отсеивать многочисленные предметы угроз, из условия чтобы многочисленные объекты могли обследоваться в относительно короткий период времени. Более того, система по изобретению снижает зависимость от людей-операторов, взамен используя вычислительный узел, который определяет фактор риска на основании параллельного сбора и обработки результатов разных проверок. Таким образом, система предоставляет очень необходимый способ увеличения достоверности контрольной проверки безопасности без дискредитации пропускной способности.

«Проверка ионизационным излучением», в качестве используемой в материалах настоящей заявки, подразумевается включающей в себя любую форму проверки, которая излучает ионизационное излучение, такое как ядерное, рентгеновское или гамма-излучение. Примеры рентгеновских способов включают в себя обычное рентгеновское просвечивание, способы обратного рассеяния, способы с двумя или многочисленными уровнями энергии, а также СТ-сканирование. Примеры проверки источником ядерного излучения, среди прочих, включают в себя способы, такие как анализ тепловых нейтронов, импульсный анализ быстрых нейтронов, обратное рассеяние и терагерцовая проверка. «Неионизирующая проверка» включает в себя способы, которые используют источник неионизирующего электромагнитного (EM) излучения, такие как те, которые подвергают вещество импульсному ЕМ-полю, и получают ответный импульс. Эти способы включают в себя, среди прочих, использование сверх-миллиметровых волн, ядерную магнитно-резонансную (NMR) спектроскопию, электронный спиновый резонанс (ESR) и ядерный квадрупольный резонанс (NQR). Дополнительный потенциально возможный неионизирующий источник включает в себя терагерцовый. В дополнение, «неионизирующие проверки» также включают в себя способы, используемые при обнаружении проводящих материалов, которые подвергают объект электромагнитным полям, либо постоянному, либо импульсному волновому сигналу и выявляют соответствующее направление изменений в поле. «Химический анализ» подразумевается включающим в себя способы обнаружения вещества, в том числе, среди прочих, спектрометрию подвижности ионов (IMS), спектроскопию подвижности ионных ловушек (ITMS), обнаружение поглощения, хемилюминесценцию, газовую хроматографию/поверхностную акустическую волну, температурное восстановление-окисление, спектроскопические способы, избирательные полимерные датчики и основанные на МЕМ (методе максимальной энтропии) датчики.

«Биологическая классификация» классифицирует биологические угрозы (например, организмы, молекулы) согласно нормативам, указывающим уровень потенциально возможной опасности, ассоциативно связанной с токсинами, биорегуляторами и эпидемически опасными организмами (такими как вирусы, бактерии и грибки). «Проверка биометрическим классифицированием» включает в себя отдельные стандартные биометрические способы, такие как отпечатки пальцев, а также физио-поведенческие параметры, указывающие на подозрительное поведение.

В качестве используемого в материалах настоящей заявки «одновременно» подразумевается означающим частичное или полное временное перекрытие между двумя или более событиями одинаковых или разных продолжительностей. Например, если событие А начинается в момент времени 0 и заканчивается в момент времени 10, а событие В начинается в момент времени 2 и заканчивается в момент времени 10, событие А и событие В являются происходящими одновременно. Подобным образом, событие С и событие D, которые оба начинаются в момент времени 0 и заканчиваются в момент времени 7, также являются происходящими одновременно. «Последовательно», с другой стороны, указывает, что нет временного перекрытия между двумя или более событиями. Если событие Е начинается в момент времени 0 и заканчивается в момент времени 6, а событие F начинается в момент времени 7 и заканчивается в момент времени 10, события Е и F являются происходящими последовательно.

«Параметр», в качестве используемого в материалах настоящей заявки, подразумевается включающим в себя данные или наборы данных и функции, статические либо динамические.

«Функция определения угрозы», в качестве используемой в материалах настоящей заявки, подразумевает включающей в себя функцию или наборы функций, которые определяют условие, которое служит признаком наличия угрозы. Эта функция(и) может быть статическим значением, набором статических значений или динамическим расчетом. Функция(и) может быть основанной на правилах, либо основанной на неэвристическом способе, таком как нейронная сеть.

«Фактор риска» указывает вероятность того, что предмет угроз присутствует в объекте. «Набор» факторов риска может включать в себя один или более факторов риска.

Фиг.1 - структурная схема, иллюстрирующая основные компоненты системы 10 обнаружения многочисленных угроз в соответствии с изобретением. Как показано, система 10 обнаружения многочисленных угроз включает в себя узел 20 проверки, вычислительный узел 40 и узел 60 объекта, которые присоединены друг к другу. Узел 60 объекта содержит механизм, который предназначен для удерживания объекта (например, сумки или одного места багажа), который является обследуемым. Узел 20 проверки включает в себя различные источники и/или оборудование проверки, такие как источник излучения для рентгеновского исследования, узел химического анализа для химического исследования (радиочастотные, RF), РЧ-катушки и или другие средства индукции магнитного поля для неионизирующего исследования. Вычислительный узел 40, который содержит процессор и память, сконфигурирован для приема входных данных из узла 20 проверки и узла 60 объекта и обработки входных данных, чтобы формировать фактор риска. Фактор риска указывает вероятность объекта в узле 60 объекта, содержащего в себе предмет угроз. Необязательно, может быть узел связи, который может включать в себя узел (не показан) пользовательского интерфейса, который присоединен к вычислительному узлу 40, так что фактор риска и соответствующий сигнал тревоги могут сообщаться оператору системы обнаружения многочисленных угроз.

Проверки, которые включены в узел 20 проверки, могут быть любыми известными в настоящее время проверками для отсеивания предметов угроз и не ограничены примерами, упомянутыми в материалах настоящей заявки. Также может быть множество узлов объектов, присоединенных к узлу 20 проверки и вычислительному узлу 40, так что многочисленные объекты могут обследоваться почти одновременно.

Фиг.2 - структурная схема примерного варианта осуществления системы 10 обнаружения многочисленных угроз.

Узел 60 объекта имеет одну или более дверей 61, через которые объект 62 может быть помещен в узел 60 объекта, чтобы подвергаться различным проверкам. В некоторых вариантах осуществления объект 62 остается неподвижным на платформе в узле 60 объекта. В других вариантах осуществления объект 62 перемещается через узел 60 объекта посредством механизма 67 перемещения. Механизм 67 перемещения может быть присоединен к механизму 64 захвата, который может быть роботизированным механизмом, который способен к удерживанию объекта 62, позиционированию и повороту объекта 62 в требуемом местоположении при требуемом угле проверки. В показанном варианте осуществления механизм 67 перемещения является типом роликовой системы, системы 65 двухкоординатного позиционера или комбинацией этих двух и присоединен к механизму 64 захвата. В альтернативном варианте осуществления механизм перемещения может быть конвейерной лентой, которая переносит объект 62 через разные каскады проверки.

Узел 60 объекта включает в себя автоматизированный приемник 69, который автоматически выдает дополнительную информацию о владельце объекта 62. В некоторых вариантах осуществления дополнительная информация может включать в себя информацию продажи проездных билетов. В других вариантах осуществления дополнительная информация о владельце, такая как его имя, гражданство, пункт назначения поездки и т.п., также может делаться доступной автоматизированным приемником 69. Автоматизированный приемник 69 может быть дополнен сканированием цифровой/магнитной маркировки, RF-маркировки или другой смарт-карты, которое идентифицирует владельца/перевозчика объекта 62. Эта автоматическая корреляция между объектом 62 и его владельцем/перевозчиком облегчает идентификацию ответственного лица, если предмет угроз был найден. Узел 60 объекта имеет одну или более дверей 61, через которые объект может выниматься. В некоторых вариантах осуществления двери 61 автоматически блокируются при идентификации предмета угроз, в качестве части рабочих протоколов безопасности.

В этом примерном варианте осуществления узел 20 проверки ионизационным излучением содержит подузел 22 рентгеновского источника, подузел 30 химического анализа и подузел 36 неионизирующего источника. Рентгеновское исследование выполняется рентгеновским источником 24, формирующим пучок и направляющим его на объект 62. Рентгеновский источник 24 предпочтительно поддерживается поворотным механизмом 26, который предоставляет пучку возможность наводиться в разных направлениях, в то время как может потребоваться настраивать направление пучка согласно размеру и положению объекта 62. Множество датчиков 66 расположено в узле 60 объекта и размещено для приема рентгеновского пучка после его прохождения через объект 62. Дополнительные датчики 66 также могут быть установлены для сбора излучения обратного рассеяния. Пучок принимается датчиками 66 после прохождения через объект 62. Датчики 66 формируют выходные сигналы на основании принятого пучка и подают выходные сигналы в вычислительный узел 40. В тех случаях, когда рентгеновские лучи используются в качестве одного из средств проверки, стенки рентгеновского подузла 22 и узла 60 объекта экранированы для удержания излучения внутри узла 60 объекта.

Химический анализ может выполняться взятием пробы с объекта 62 и прогоном пробы через подузел 30 химического анализа. Траектория, реализованная поточным устройством, таким как поворотное поточное устройство 32, соединяет механизм 64 захвата с подузлом 30 химического анализа, так что проба с объекта 62 может быть перенесена в подузел 30 химического анализа. Химический анализ может быть основан, например, на спектроскоспии подвижности ионов или более новых способах, таких как основанные на MEM или избирательных полимерах датчики. В тех случаях, когда используется спектроскопия, подузел 30 химического анализа включает в себя ионизационную реакционную камеру 28. Воздушный поток формируется вакуумным насосом 33 для получения газовой пробы из узла 60 объекта. Газовая проба проходит через настраиваемые герметичные трубопроводы 32, которые содержат поры 63 сбора частиц поблизости от объекта 60 для получения газовых проб. Поворотное поточное устройство 32 и поры 63 сбора частиц предоставляют средство для перемешивания газа и сбора частиц непрерывного контакта для непрерывного анализа, в то время как объект перемещается внутри узла 60 объекта для других проверок. Поры 63 сбора частиц могут быть расположены на механизме 64 захвата, который перемещает объект 62 через узел 60 объекта, таком как роботизированная рука или конвейерная лента, упомянутая выше. Газовая проба проникает в подузел 30 химического анализа. В примерном варианте осуществления, использующем способ IMS, газовая проба проникает в ионизационную реакционную камеру 28 через поворотное поточное устройство 32 и становится ионизированной источником ионизации. Молекулы ионизированного газа подводятся к коллекторной пластине (не показана), расположенной в ионизационной реакционной камере 28, электрическим полем внутри камеры 28. Количество ионов, достигающих коллекторной пластины, в качестве функции времени, измеряется и отправляется в вычислительный узел 40 в виде одного или более выходных сигналов. Микропроцессор в подузле 30 химического анализа может преобразовывать количество ионов в ток перед отправкой тока в вычислительный узел 40. IMS является хорошо обоснованным способом.

Необязательно, подузел 30 химического анализа содержит модуль 35 сопряжения с системой биологического обнаружения. Если система биологического обнаружения встроена в узел 20 проверки, может быть получена биологическая классификация объекта. Система биологического обнаружения, которая обнаруживает молекулярные материалы, могла бы использовать один из способов химического анализа. Система, которая предназначена для идентификации организма, такого как бактерия сибирской язвы, могла бы использовать автоматизированную проверку ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты, DNA) на основании автоматической полимеразной цепной реакции (PCS) согласно текущему состоянию технологии.

Подузел 36 неионизирующего источника может содержать радиочастотный (РЧ) источник и/или магнитный источник, к примеру, РЧ-катушки 38 и антенну для проверки NQR (ядерным квадрупольным резонансом) и/или проверки вихревым током. Эти проверки предоставляют информацию о химических составах объекта и/или информацию о существовании металлических и других проводящих материалов. Источниками магнитного поля может быть множество источников, которые отличаются по размеру и напряженности, так что может выявляться местоположение предмета угроз, а также его наличие. Радиочастотные волны и/или магнитное поле направляются на объект 62, а датчики 66 принимают волну и/или поле после того как она проходит через объект 62. Например, в тех случаях, когда подузел 36 является металлодетектором, металлодетектор может распространять магнитные поля малой интенсивности, которые детально исследуют объект 62, в то время как он проходит через магнитные поля. Передатчик вырабатывает магнитное поле, которое взаимодействует с металлическими объектами в его поле, а датчики 66 измеряют реакцию от этого взаимодействия. Датчики 66 отправляют результат измерения в вычислительный узел 40.

В дополнение к рентгеновскому исследованию, спектрометрии подвижности ионов и проверки неионизирующим источником, используемым в варианте осуществления по фиг. 2, системой 10 обнаружения многочисленных угроз может использоваться любая другая проверка, если считается полезной для конкретного применения. К тому же, рентгеновское исследование, спектрометрия подвижности ионов и проверка неионизирующим источником могут быть замещены разными проверками, которые считаются подходящими специалистом в данной области техники. Предпочтительно, каждый из подузлов 22, 30, 36 сконструирован съемным независимо от других подузлов. Таким образом, замещение одной проверки другой вероятно будет подразумевать замену одного подузла другим.

Датчики 66 могут быть смешанным матричным датчиком, допускающим сбор многочисленной информации параллельным либо мультиплексным образом. Смешанные матричные датчики хорошо известны. Собранная информация может включать в себя любые результаты проверки, такой как рентгеновская, терагерцовым излучением, гамма-лучами, радиочастотная, ядерным излучением, и текущую информацию.

Вычислительный узел 40 включает в себя процессор 42, память 44 и источник 46 питания. С использованием многовариантного способа, такого как способ, описанный ниже со ссылкой на фиг.3, вычислительный узел 40 определяет фактор риска, который указывает вероятность того, что объект будет содержать предмет угроз. Вычислительный узел 40 содержит интерфейс 50 связи, через который он может отправлять визуальные и/или звуковые сигналы тревоги в любом режиме связи, предпочтительно беспроводным образом, если объект вероятен для содержания предмета угроз. Также есть по меньшей мере один открытый интерфейс 95, который предоставляет вычислительному узлу 40 возможность обмениваться информацией с другими устройствами, такими как платформа для людской портальной системы или платформа для биометрических устройств ввода данных. Открытый интерфейс 95 может предоставлять возможность проводных или беспроводных соединений с этими другими устройствами.

Результаты проверки химическим анализом могут отправляться непосредственно с коллекторной пластины в подузле 30 химического анализа в вычислительный узел 40. Однако, если требуется, данные с коллекторной пластины могут отправляться в один или более датчиков 66 в узле 60 объекта и отправляться в вычислительный узел 40 опосредованно с датчиков 66. При использовании других способов, таких как пассивные датчики, частицы могут направляться непосредственно на датчики 66. Другие данные, такие как рентгеновские данные, собираются датчиками 66 и отправляются в вычислительный узел 40. В качестве используемых в материалах настоящей заявки «датчики» включают в себя любой тип устройства, которое способно к выполнению физического или электрического измерения и формированию выходного сигнала для вычислительного узла 40, такого как датчики 66 в узле 20 объекта и коллекторная пластина в подузле 30 химического анализа.

Хотя фиг.2 показывает узел 20 проверки, вычислительный узел 40 и узел 60 объекта в виде трех отдельных компонентов, разделение является умозрительным, и физические узлы необязательно должны коррелировать с умозрительным разделением. Например, все три узла могут содержаться в одном корпусе, или узел 20 проверки и узел 60 объекта могут содержаться в одном и том же корпусе, тогда как вычислительный узел 40 находится в удаленном местоположении.

Фиг.3 - структурная схема, иллюстрирующая модули вычислительного узла 40 для выполнения способа идентификации предмета угроз. Как описано выше, вычислительный узел 40 принимает входные данные из узла 20 проверки и/или узла 60 объекта. Эти входные данные возникают в виде необработанных данных, собранных датчиками 66 и/или коллекторной пластиной при спектрометрии ионной подвижности (или другим химическим датчиком). Как показано на схеме, способ по этому изобретению использует набор функциональных модулей 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 206, 208 для обработки различных входных данных от датчиков 66 и датчика в узле 20 проверки (например, коллекторной пластины). С использованием этих модулей значения рассчитываются для различных параметров, таких как текстура, плотность, электрическая проводимость, молекулярная классификация, классификация местоположения, радиационная классификация, визуальная классификация, биологическая классификация и биометрическая классификация для объекта 62. В тех случаях, когда объект 62 является чем-то подобным сумке, которая содержит многочисленные компоненты, компоненты могут автоматически подразделяться согласно текстуре, плотности, проводимости и т.п., так что каждый компонент классифицируется по отдельности.

В конкретном варианте осуществления способа идентификации предмета угроз, который показан на фиг.3, результаты обнаружения активного излучения (например, рентгеновских лучей) используются для определения классификации текстуры, классификации плотности, контекстной классификации формы, классификации местоположения и визуальной классификации. Уровень радиоактивности объекта может определяться для классификации излучения. Токовые данные или реакции наведенного ЕМ-поля используются для параметров, таких как классификация текстуры, классификация проводимости и классификация местоположения. Магнитная реакция используется для вычисления параметров, таких как молекулярная классификация, классификация плотности и классификация местоположения. Любой результат химического анализа используется для молекулярной классификации. Выходные сигналы из датчиков 66 и выходные сигналы из подузла 30 химического анализа подаются в разные модули параллельно, так что значения для всех параметров областей классификации, таких как текстура, плотность и т.д., могут определяться по существу одновременно.

После того как параметры, основанные на значениях и функциях для каждой из этих областей классификации, определены, значения обрабатываются вместе в модуле 300 матрицы многовариантных данных для формирования фактора риска. Матрица 300 многовариантных данных компонует большое количество классификационных параметров из матриц 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 206, 208, 210 функций в n-мерную матрицу данных. Например, матрица 124 функции визуальной классификации могла бы давать многочисленные данные [V] визуализации в качестве функции номера (1…n), а также измерения и углы (Ф), зависящие от количества поворотов, выполненных механизмом 64 захвата, поэтому одной из разновидностей данных могла бы быть V = f(Ф)n. Дополнительно, последовательность данных [V] визуализации, связанных с параметрами [D] плотности по каждому углу Ф, могла бы давать набор параметров V = f(D, Ф, n). Другой набор параметров, подаваемых в матрицу 300 многовариантных данных, мог бы быть классификациями проводимости из матрицы 120 функций классификации проводимости и мог бы, подобным образом, давать массив взаимосвязанных параметров, например проводимость [Z] в виде обладающей изменяющимися интенсивностями (i) в качестве функции местоположения (l), дающей один набор Z=f(i,l). Эти три примерные функции V = f(Ф, n), V= f(D, Ф, n) и Z= f(i,l) могли бы компоноваться в матрице 300 многовариантных данных таким образом, чтобы предоставлять многочисленные атрибуты для конкретных трехмерных местоположений, а также общие атрибуты, по всему досматриваемому объекту. В более общем смысле, все блоки матриц функций классификации будут представлять многочисленные наборы параметров, так что создается n-мерная матрица параметров для обработки в блоке 310.

n-мерная матрица параметров, сформированная в блоке 310, дает возможность многочисленным вычислениям и обработке зависимых и взаимозависимых параметров выполняться в блоке 310. Параметры из модуля 300 матрицы многовариантных данных подаются в функции определения угрозы, которые включают в себя наборы прогонов смешанных расчетов. Смешанные расчеты включают в себя комбинации основанных на правилах и неэвристических способов (таких как нейронная сеть или другие основанные на искусственном интеллекте (AI) алгоритмы) и сравнение результата с критериями и условиями реального мира (блок 310). В некоторых вариантах осуществления пример основанного на правилах решения мог бы объединять проверку некоторых или всех из параметров по отношению к пороговым значениям. Например, условие, такое как «Если классификация текстуры T(Ф,L)n > 3, классификация плотности D(Ф,L)n > 4, классификация проводимости Z(i,l)n > 4, классификация местоположения > 3 и классификация излучения > 1», могло бы использоваться в качестве условия для определения одного типа фактора риска и, возможно, формирования сигнала тревоги. Вычисления могут быть любой простой или сложной комбинацией отдельных значений параметров, рассчитанных блоком 310 проверки, для определения наборов факторов риска. Наборы факторов риска представляют различные категории угроз, которые вероятны для присутствия в объекте. Например, может быть категория функций угроз, ассоциативно связанных с вероятностью биологического события, которое могло бы создать фактор риска для этой категории, также может быть категория функций угроз, ассоциативно связанных с вероятностью угрозы взрыва, которая могла бы создать фактор риска для категории взрыва, и, кроме того, может быть категория функций угроз, ассоциативно связанных с общей вероятностью, вызываемой комбинацией атрибутов, необязательно конкретно для материального типа. Разные расчеты могут давать некоторое количество факторов риска в пределах каждой категории. Функции угроз включают в себя условия проверки и применяют критерии на основании ранее существующего знания реального мира по сигналам и комбинациям сигналов, идентифицирующим угрозы.

Если определен достаточно высокий фактор риска, что удовлетворяется предустановленным набором пороговых значений угроз, в зависимости от варианта осуществления могут оцениваться местоположение, количество и тип предмета угроз (блок 320), также может формироваться сигнал тревоги (блок 330). Достаточно ли высок фактор риска, чтобы активировать сигнал тревоги, зависит от настроек чувствительности в пределах системы, которая имеет настройку по умолчанию и является конфигурируемой пользователем. «Сигнал тревоги» может включать в себя визуальный или звуковой сигнал для извещения оператора, что предмет угрозы, возможно, был идентифицирован, а также может включать в себя принятие других оперативных действий, таких как закрытие/блокировка двери 61 в узле 60 объекта. Необязательно, может формироваться сигнал (например, зеленый свет), чтобы указывать, что объект свободен от предметов угроз (блок 325).

Фиг.4 - примерный вариант осуществления системы 10 обнаружения многочисленных угроз, включающей в себя одиночный узел 20 проверки и многочисленные узлы 60а-60e объектов. Как показано, узел 20 проверки расположен по центру относительно узлов 60 объектов, так что объект может проверяться узлом 20 проверки независимо от того, в каком узле объекта он находится. Предпочтительно, в узле 20 проверки есть поворотный механизм, который предоставляет направлению пучка проверки и т.п. настраиваться в зависимости от того, какой объект проверяется. Как только все узлы объектов заполнены, узел проверки выполняет проверки над объектами, осуществляя поворот с определенным шагом между каждым узлом 60 объекта, как показано стрелками. Некоторые проверки выполняются последовательно. Например, если выполняется рентгеновская проверка, рентгеновский пучок направляется из узла 20 проверки в многочисленные узлы 60а-60е последовательно, например в предопределенном порядке. Однако другие проверки выполняются одновременно для многочисленных узлов 60а-60е объектов. Например, если выполняется проверка химическим анализом, проба с каждого объекта в многочисленных узлах 60а-60е объектов может браться одновременно, так как каждый узел объекта имеет свои собственные поворотное поточное устройство 32, механизм 64 захвата и поры 63 сбора частиц. Таким образом, в зависимости от проверок, которые включены в конкретный вариант осуществления, общая проверка может быть частично последовательной и частично одновременной для многочисленных узлов 60а-60е объектов. Все данные проверок отправляются в вычислительный узел 40, предпочтительно, настолько быстро, насколько они получаются.

Выходные сигналы из датчиков 66 (и коллекторной пластины подузла 30 химического анализа, если применим) могут обрабатываться одним вычислительным узлом 40 или множеством вычислительных узлов 40. В случае, когда используется один вычислительный узел 40, вычислительный узел 40 удерживает объекты отдельными, так что он выдает пять разных результатов, один для каждого объекта 62.

Вариант осуществления по фиг.4 предоставляет многочисленным объектам возможность обрабатываться быстро, по сравнению с современной системой контроля безопасности, где пассажиры образуют одну очередь и за раз обрабатывается один объект (например, сумка). Поэтому все проверки, встроенные в узел 20 проверки, могут выполняться для каждого из объектов в узлах 60а-60е объектов без дискредитации пассажиропотока.

Система 10 обнаружения многочисленных угроз по фиг.4 может быть сконструирована в виде модульного узла, так что количество узлов 60 объектов является настраиваемым. Так, если первая зона принимает интенсивное движение, в то время как движение во второй зоне снизилась, несколько узлов объектов из второй зоны могут использоваться для первой зоны будучи просто отсоединенными от одного узла 20 проверки и прикрепленными к другому узлу 20 проверки. Эта гибкость приводит к дополнительной экономии расходов для общественных организаций, которые могли бы использовать систему 10 обнаружения многочисленных угроз. Узлы 60а-60е объектов, по существу, являются идентичными друг другу.

Дополнительно, платформа, на которой размещается объект 62 в узле 60 объекта, может содержать датчик, такой как датчик веса, который сигнализирует узлу 20 проверки, находится ли конкретный узел 60 объекта в использовании. Значит, если по некоторым причинам используются только узлы 60а, 60b, 60d и 60е, узел 20 проверки не будет тратить время, направляя проверочные пучки и собирая пробы из пустого узла 60с объекта, и система 10 будет автоматически оптимизировать свои протоколы проверки.

Несмотря на то, что конкретный вариант осуществления показывает узлы в качестве имеющих шестиугольные формы для сотовидной конфигурации, это является только примером, а не ограничением изобретения.

Фиг.5 - структурная схема, показывающая узел 20 проверки и узлы 60а-60е объектов. В конкретном варианте осуществления один вычислительный узел 40 используется для всех узлов 60а-60е объектов. Каждый из узлов 60а-60е объектов содержит устройство перемещения, такое как механическое устройство, многоосный манипулятор, роботизированный механизм или конвейерную ленту, и набор датчиков, как описанный выше со ссылкой на фиг.2. Узел 20 проверки содержит четыре подузла: подузел источника ионизационного излучения, подузел химического анализа, подузел источника неионизирующего излучения и подузел индукции магнитного поля. Каждый из узлов 60а-60е объектов присоединен к узлу 20 проверки и вычислительному узлу 40.

Фиг.6 - еще один примерный вариант осуществления системы 10 обнаружения многочисленных угроз, в которой объектом является человек (или любое из других живых существ). В конкретном варианте осуществления, который показан, узел 20 проверки имеет два узла 60a, 60b объектов, прикрепленных к нему. Естественно, проверки, привлекающие излучение, будут использоваться с осторожностью, посредством выбора надлежащих параметров излучения, когда проверяемыми «объектами» являются люди. Если требуется, камера может устанавливаться где-нибудь в узле 20 проверки или узле 60a и/или 60b объекта для получения изображений объектов, для того чтобы получать биометрическую классификацию и/или передавать изображения оператору.

Фиг.7 - еще один примерный вариант осуществления системы 10 обнаружения многочисленных угроз для проверки неживых объектов и людей. Конкретный вариант осуществления содержит узел 20 проверки с пятью узлами 60a-60e объектов для проверки неживых объектов и портал 60f для людей и животных для прохода насквозь. Узел 20 проверки проверяет объекты и людей, которые находятся в каждом из узлов 60a-60f объектов. В некоторых ситуациях, где узел 60f объекта размещен слишком далеко от узла 20 проверки, может использоваться отдельный узел проверки для узла 60f объекта. Однако все узлы объектов и оба узла проверки по-прежнему могли бы направлять сигналы в одиночный вычислительный узел 40.

Изобретение предоставляет возможность обнаружения предметов угроз с повышенной достоверностью, по сравнению с имеющейся в распоряжении в настоящее время системой. Тогда как имеющиеся в распоряжении в настоящее время системы используют последовательность отдельного оборудования, каждое оборудование использует только одну такую проверку и формирует результат проверки на основании только одной такой проверки, система по этому изобретению полагается на сочетание множества параметров. Так, тогда как бомба, которая имеет низкий уровень взрывчатых веществ и небольшое количество проводящего материала, может избежать обнаружения современной системой, так как оба вещества присутствуют в количествах ниже пороговых уровней, объект мог бы быть отловлен с помощью системы по изобретению, так как наличие определенного сочетания индикативных материалов и параметров близости, включенных в функции определения угроз, могло бы инициировать сигнал тревоги. Использование сочетаний параметров предоставляет возможность большей гибкости и повышенной достоверности при выявлении наличия предметов угроз.

Изобретение также предоставляет возможность обнаружения предметов угроз общего характера. Это является отличным от современной системы, которая нацелена на определенные предметы/материалы, такие как взрывчатые вещества, наркотики, оружие и т.д. Посредством выявления наличия общего сочетания потенциально опасных материалов система по изобретению делает более затруднительным для новых незаурядных опасных устройств проходить через систему безопасности.

Несмотря на то, что вышеприведенное происходило со ссылкой на конкретные варианты осуществления изобретения, специалистами в данной области техники будет приниматься во внимание, что изменения в этом варианте осуществления могут быть сделаны, не отходя от принципов и сущности изобретения.

Claims (45)

1. Система для досмотра объекта на предмет угроз, система содержит:
узел объекта, предназначенный для удерживания объекта;
узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания объекта комбинации двух или более различных типов проверок;
датчики, расположенные, по меньшей мере, в одном из узла объекта и узла проверки, при этом датчики считывают данные, являющиеся следствием проверки объекта, и формируют выходные сигналы, которые соответствуют данным; и
вычислительный узел, принимающий выходные сигналы из датчиков, обрабатывающий выходные сигналы по отдельности для формирования значений параметров и объединяющий значения параметров, полученных в результате различных типов проверок, для определения набора факторов риска, при этом набор факторов риска указывает вероятность того, что предмет угроз присутствует в объекте.

2. Система по п.1, в которой две или более проверок выполняются одновременно.

3. Система по п.1, в которой две или более проверок выполняются последовательно.

4. Система по п.1, в которой вычислительный узел обрабатывает выходные сигналы из разных датчиков одновременно.

5. Система по п.1, в которой проверки выбираются из проверки ионизирующим излучением, химического анализа и неионизирующей проверки.

6. Система по п.1, в которой датчики находятся в виде смешанной матрицы датчиков.

7. Система по п.1, в которой вычислительный узел определяет набор параметров, который включает в себя одно или более из текстуры, плотности, электрической проводимости, молекулярного класса, местоположения, визуальной классификации, радиоактивного потенциала, биологического класса и биометрического класса объекта на основании выходного сигнала от каждого из датчиков.

8. Система по п.7, в которой выходной сигнал от одного из датчиков используется для определения значений для многочисленных параметров.

9. Система по п.1, в которой вычислительный узел содержит функцию определения угрозы, которая учитывает условия, которые определяют набор факторов риска, система дополнительно содержит интерфейсный узел для формирования сигнала тревоги, если определен один или более факторов риска из набора факторов риска.

10. Система по п.1, дополнительно содержащая механизм перемещения в узле объекта для перемещения объекта в нужное местоположение в узле объекта.

11. Система по п.1, дополнительно содержащая поворотный механизм в узле объекта, при этом поворотный механизм удерживает объект и поворачивает его, чтобы настраивать угол объекта для проверки.

12. Система по п.1, в которой узел объекта является первым узлом объекта, а объект является первым объектом, дополнительно содержащая второй узел объекта, предназначенный для удерживания второго объекта, при этом узел проверки проверяет первый объект и второй объект.

13. Система по п.12, в которой второй узел объекта является модульным узлом, который является съемным с узла проверки.

14. Система по п.12, в которой узел проверки содержит механизм, который предоставляет узлу проверки возможность проверять первый объект и второй объект последовательно.

15. Система по п.12, в которой узел проверки проверяет первый объект и второй объект одновременно.

16. Система по п.1, в которой узел объекта является первым узлом объекта, объект является первым объектом, а узел проверки является первым узлом проверки, дополнительно содержащая:
второй узел объекта, предназначенный для удерживания второго объекта; и
второй узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания второго объекта комбинации двух или более проверок;
при этом вычислительный узел принимает выходные сигналы из, по меньшей мере, одного из второго узла объекта и второго узла проверки, а также из, по меньшей мере, одного из первого узла объекта и первого узла проверки.

17. Система по п.1, в которой узел проверки содержит подузлы, при этом каждый из подузлов содержит уникальное оборудование проверки и является независимо заменяемым другим подузлом.

18. Система по п.1, дополнительно содержащая камеру в узле проверки либо узле объекта для получения изображения объекта.

19. Система по п.1, в которой узел объекта содержит автоматизированный приемник, который идентифицирует владельца объекта и выдает информацию о владельце.

20. Система по п.1, в которой узел объекта и узел проверки являются физически отдельными компонентами.

21. Система по п.1, в которой узел объекта является первым узлом объекта, а объект является первым объектом, дополнительно содержащая второй узел объекта, предназначенный для удерживания второго объекта, причем узел проверки подвергает каждый из первого узла объекта и второго узла объекта комбинации двух или более проверок и вычислительный узел принимает выходные сигналы из первого узла объекта и второго узла объекта для вычисления фактора риска для первого и второго объектов.

22. Система для досмотра объекта на предмет угроз, система содержит:
узел проверки, включающий в себя оборудование для подвергания объекта комбинации двух или более различных типов проверок;
узлы объектов, присоединенные к узлу проверки, при этом каждый из узлов объектов предназначен для удерживания объекта и при этом узел проверки проверяет объекты в разных узлах объектов; и
вычислительный узел, принимающий выходные сигналы из, по меньшей мере, одного из узлов объектов и узла проверки и определяющий фактор риска для каждого объекта в разных узлах объектов, основанный на комбинации двух или более различных типов проверок.

23. Система по п.22, в которой узел проверки выполняет одну из проверок одновременно над разными объектами в узлах объектов.

24. Система по п.22, в которой узел проверки выполняет одну из проверок последовательно над разными объектами в узлах объектов согласно предопределенному порядку.

25. Система по п.22, в которой некоторые из проверок выполняются одновременно над разными объектами, а другие проверки выполняются последовательно над разными объектами согласно предопределенному порядку.

26. Система по п.22, в которой комбинация двух или более проверок выполняется одновременно над одним из объектов.

27. Система по п.22, в которой комбинация двух или более проверок выполняется последовательно над одним из объектов.

28. Система по п.22, в которой каждый из узлов объектов включает в себя механизм перемещения для перемещения объекта внутри каждого из узлов объектов.

29. Система по п.22, в которой каждый из узлов объектов включает в себя набор датчиков.

30. Система по п.29, в которой набор датчиков является смешанной матрицей датчиков.

31. Система по п.22, в которой каждый из узлов объекта и узел проверки являются физически отдельными компонентами.

32. Способ досмотра объекта на предмет угроз, способ заключается в том, что:
идентифицируют объект в узле объекта, который содержит многочисленные датчики, расположенные в нем;
подвергают объект комбинации различных типов проверок для идентификации свойств объекта;
считывают выходные сигналы с многочисленных датчиков;
обрабатывают выходные сигналы по отдельности для формирования значений параметров и
объединяют значения параметров, полученных в результате различных типов проверок, для определения фактора риска, который указывает вероятность того, что предмет угроз присутствует в объекте.

33. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что объект подвергают комбинации проверок одновременно.

34. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что объект подвергают комбинации проверок последовательно.

35. Способ по п.32, в котором обработка разных выходных сигналов состоит в том, что обрабатывают выходные сигналы одновременно.

36. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что выбирают комбинации проверок из проверки ионизирующим излучением, химического анализа и неионизирующей проверки.

37. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что определяют значения для набора параметров на основании выходных сигналов, при этом набор параметров включает в себя одно или более из текстуры, плотности, электрической проводимости, визуальной классификации, молекулярного класса, местоположения, радиоактивного потенциала, биологического класса и биометрического класса.

38. Способ по п.37, дополнительно состоящий в том, что определяют значения для многочисленных параметров посредством того, что используют один выходной сигнал из выходных сигналов.

39. Способ по п.37, дополнительно состоящий в том, что определяют фактор риска посредством того, что объединяют значения для набора параметров согласно ранее существующим функциям определения угроз.

40. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что формируют сигнал тревоги на основании фактора риска.

41. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что перемещают объект внутри узла объекта, чтобы располагать объект надлежащим образом для разных проверок.

42. Способ по п.32, в котором объект является первым объектом, а узел объекта является первым узлом объекта, дополнительно состоящий в том, что проверяют второй объект во втором узле объекта после того, как проверяют первый объект в первом узле объекта.

43. Способ по п.32, в котором объект является первым объектом, а узел объекта является первым узлом объекта, дополнительно состоящий в том, что проверяют второй объект во втором узле объекта, в то время как проверяется первый объект.

44. Способ по п.32, дополнительно состоящий в том, что получают изображение объекта.

45. Способ по п.32, в котором объектом является первый объект и узлом объекта является первый узел объекта, причем способ дополнительно содержит:
идентификацию второго объекта во втором узле объекта и подвергание второго объекта комбинации проверок; и
определение факторов риска для первого объекта и второго объекта раздельно.

Images