WO1995018905A1 - Security gate - Google Patents

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WO1995018905A1
WO1995018905A1 PCT/DE1995/000006 DE9500006W WO9518905A1 WO 1995018905 A1 WO1995018905 A1 WO 1995018905A1 DE 9500006 W DE9500006 W DE 9500006W WO 9518905 A1 WO9518905 A1 WO 9518905A1
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WO
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thermal imaging
person
lock according
imaging camera
thermal
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Application number
PCT/DE1995/000006
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Poley
Original Assignee
Bernd Poley
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bernd Poley filed Critical Bernd Poley
Publication of WO1995018905A1 publication Critical patent/WO1995018905A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/005—Prospecting or detecting by optical means operating with millimetre waves, e.g. measuring the black losey radiation

Definitions

  • the invention relates to a security gate with a detection device according to the preamble of claim 1.
  • Detection devices of this type are used, for example, at airports to examine passengers for weapons, explosives, contraband, etc.
  • a security lock in the form of a frame through which the persons to be examined have to pass.
  • This frame is part of a detection device which reacts to metallic objects in the same way as a hand probe and only the manual passing along a probe on the body spared, but otherwise has the same disadvantages as this.
  • the invention is therefore based on the object of providing a security lock according to the preamble of claim 1, with which objects introduced into the security lock by persons can be recognized both in terms of their shape and largely independently of their material, and which are simple to check of people possible.
  • the detection device consists of at least one thermal imaging camera, which detects the infrared radiation emitted by the person and the objects introduced and displays it in the form of a thermal image.
  • the temperature distribution on the outer skin of a person's clothing can be represented in a pictorial manner. If an object is under human clothing, this object absorbs part of the infrared radiation emitted by the body and can be made visible on the thermal image due to its lower temperature. In other words, this means that, due to a temperature deviation, the contours of an object which absorbs the heat radiation can be made visible.
  • At least two thermal imaging cameras are preferably provided, which record the person to be examined from different sides. In this way, the risk can be reduced or completely eliminated that certain parts of the body of the person lie in the "receiving shadow" of a thermal imaging camera and therefore cannot be detected by it.
  • the thermal imaging camera can be arranged on the side next to and at the same height or above the person to be examined.
  • a cost-effective arrangement is obtained if the thermal imaging camera is arranged in a fixed, fixed distance from a predetermined examination site.
  • the thermal imaging camera can be moved on a predetermined movement path relative to the examining person by means of a holding device.
  • a holding device it is possible, for example, to move the thermal imaging camera at least partially around the person to be examined in order to be able to take this person from all sides.
  • a particularly secure arrangement results if a metal probe is provided in addition to the thermal imaging camera.
  • the metal probe is advantageously arranged relative to the thermal imager in such a way that the recording areas of the metal probe and the thermal imager overlap at least partially. It is also favorable if the recording area of the thermal imaging camera lies above the recording area of the metal probe.
  • the division of the recording areas between the metal probe and the thermal imaging camera can, for example, be such that the upper body is recorded by the thermal imaging camera, while the leg area is captured by the metal probe.
  • a personal separation system in the form of a corridor and the thermal imager is aligned with this corridor in such a way that its recording area lies within the corridor. This ensures that individual people are not shielded from other people.
  • the corridor runs in an angular or curved manner, with two spaced-apart thermal imaging cameras monitoring the corner or curvature area being provided.
  • two spaced-apart thermal imaging cameras monitoring the corner or curvature area being provided.
  • a thermal imager it is possible for a thermal imager to be arranged on opposite sides of the corridor, which can be pivoted about a vertical axis.
  • the pivoting movement of the thermal imaging cameras can be controlled in such a way that they keep the person walking along the corridor in their recording area and thus record them both from the front, from the side and from behind.
  • the thermal imaging camera is advantageously connected to an electronic data processing system for evaluating the recorded intensity differences in the heat radiation of a person.
  • the security gate is designed as a mobile unit.
  • the security gate can, for example, be permanently installed on a trolley or can consist of easily assembled and disassembled individual parts which are assembled and disassembled at the desired location.
  • the invention relates to a method for the detection of objects, such as weapons, explosives or the like, introduced by persons into a security lock.
  • the heat radiated by the person and the objects is detected and due to temperature deviations between the person and Item creates a thermal image of the item.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the recording areas of a detection device consisting of a thermal imaging camera and a metal probe
  • Fig. 5 is a schematic representation of a thermal imaging camera combined with a rotatable bottom part
  • 6 to 10 are schematic representations of alternative arrangement and training options for thermal imaging cameras and corridors.
  • FIG. 1 shows a person 1 to be examined, who is examined contactlessly for objects such as weapons, explosives or the like by means of a combination of a thermal imaging camera 2 and a metal probe 3.
  • the thermal imaging camera 2 is arranged such that it is aligned with the upper body of the person 1, while the recording area of the metal probe 3 is aligned with the leg area of the person 1.
  • the recording area of the thermal imaging camera 2 is denoted by a and that of the metal probe 3 by b.
  • the recording areas a, b overlap by "dead points", i.e. to avoid areas of the person 1 recorded by the thermal imaging camera 2 or by the metal probe 3.
  • the recording area b of the metal probe 3 should be approximately 0.8 m. Furthermore, the recording area a of the thermal imaging camera 2 should overlap by 0.1 m with the recording area b of the metal probe 3 to a room height of approximately 2.5 m, so that the thermal imaging camera 2 should record a height of 1.8 m.
  • the required temperature resolution is of great importance. This temperature resolution is determined from the temperature difference between the outside temperature of the human clothing on the one hand with and on the other hand without an object under the clothing. An appropriate value for the required temperature resolution is 0.4 ° Kelvin.
  • the thermal imaging camera 2 is arranged in the middle of the recording area a and laterally next to the person 1. With a vertical field of view angle ⁇ of the thermal imaging camera 2, the distance 1 of the thermal imaging camera 2 from the person 1 is 2 m. With such a design, the receiving area a covers the entire upper body area of the person 1 up to the ceiling 4 of the receiving space.
  • the thermal imaging camera 2 is arranged at the level of the ceiling 4 of the recording area and laterally next to the person 1 to be examined.
  • the thermal imaging camera 2 is oriented such that the upper limit of its recording area runs horizontally directly below the ceiling 4.
  • the person to be examined 1 In order to ensure reliable detection of the objects to be tracked down, the person to be examined 1 must be recorded from different sides by means of the thermal imaging camera 2. If the person 1 is recorded from two opposite sides, as shown schematically in FIG. 4, dead spots 5 still occur, which cannot be represented by the thermal imaging camera (s) 2. If weapons etc. are carried in the area of these dead centers 5, there is a risk that they will go undetected.
  • the security gate must therefore be constructed in such a way that such dead spots 5 are avoided.
  • FIG. 5 One possibility for avoiding such dead centers is shown in FIG. 5.
  • the person to be examined 1 enters a base part 6 which can be rotated about a vertical axis and is rotated through 360 ° on this base part.
  • the thermal imaging camera 2 is located on the side next to the person 1 to be examined, halfway up the upper body. Due to the constant distance between the person son 1 and the thermal imager 2, distortions of the thermal image can be avoided. Since only one thermal imaging camera 2 is required, it is also a very cost-effective solution. Furthermore, the space requirement of this arrangement is relatively small.
  • a personal separation system is provided in the form of a corridor 7, which extends at an angle of 90 °.
  • a thermal imaging camera 2 is provided in front of and behind the bend in the corridor 7.
  • the two thermal imaging cameras 2 are aligned with one another in such a way that the front thermal imaging camera 2 records the person 1 to be examined laterally from the rear and the rear thermal imaging camera 2 the person 1 laterally from the front when the person 1 is in position A before the bend. If the person to be examined 1 continues around the corner of the corridor 7 to the position A ', the person rotates through 90 ° with respect to the thermal imaging cameras 2, so that dead spots can be avoided.
  • a thermal imaging camera 2 is provided, which is attached to a movable arm or bracket 8 in the ceiling area.
  • the arm 8 is rotatable about a vertical axis 9, as indicated by the arrow 10.
  • the thermal imaging camera 2 can itself be pivotally attached to the arm 8, as shown by the arrow 11.
  • the thermal imaging camera 2 is pivoted around the person 1 by means of the arm 8.
  • two thermal imaging cameras 2 are provided which can be pivoted about a vertical axis 12.
  • 8A shows the position of the thermal imaging cameras 2 when the person 1 is in front of the cameras.
  • 8B shows the position of the thermal imaging cameras 2 when the person 1 is in the corridor 7 has passed along the thermal imaging cameras 2.
  • the thermal imaging cameras 2 are pivoted with the person 1, so that the person 1 is always in the recording area of the thermal imaging cameras 2.
  • the pivoting movement of the thermal imaging cameras 2 can be controlled by a suitable microprocessor control. Dead spots are also avoided in this exemplary embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B shows a similar arrangement to that in FIGS. 8A and 8B.
  • both thermal imaging cameras 2 are guided in a semicircle around the vertical axis 12 when the person 1 passes the thermal imaging cameras 2.
  • the corridor 7 is U-shaped and has a front section 7.1 and a section 7.2 which is led back in parallel.
  • a thermal imaging camera 2 In the area of the bend of the corridor 7 there is a thermal imaging camera 2, the longitudinal axis of which runs parallel to that of the sections 7.1 and 7.2.
  • a second thermal imaging camera 2 Seen in the running direction of the corridor 7 behind this first thermal imaging camera 2 there is a second thermal imaging camera 2, the longitudinal axis of which is oriented perpendicular to the first thermal imaging camera. If the person 1 to be examined moves from position A to position A 1 , then person 1 inevitably rotates in the region of the bend relative to the thermal imaging cameras 2, so that dead spots can again be avoided here.
  • FIG. 11 An arrangement similar to that of FIG. 10 can be seen from FIG. 11, in which two thermal imaging cameras 2 are again provided to the side of the corridor 7.
  • the thermal imaging cameras 2 are not arranged on the straight sections of the corridor 7, but in the region of the corners, the longitudinal axes of the thermal imaging cameras 2 are in turn arranged perpendicular to each other.
  • FIGS. 5-11 With the aid of the arrangements shown in FIGS. 5-11, it is possible to examine people from all sides for objects such as weapons, explosives, etc., without dead spots occurring. With the help of thermal imaging cameras, it is possible to visualize the contours of such objects, which are concealed under clothing, by means of a thermal image. The effect is exploited here that objects of this type partially absorb the heat radiated by the body and thus cause a temperature difference which is detected by the thermal imaging camera.

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Abstract

In a security gate with a detector device to detect objects like weapons, explosives or the like taken by people into the security gate, the detector device consists of at least one heat-image camera (2) which detects the infrared radiation given off by the person (1) and the objects carried and displays it in the form of a heat image.

Description

"Sicherheitsschleuse" "Security gate"
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschleuse mit einer Detektionsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a security gate with a detection device according to the preamble of claim 1.
Detektionsvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise auf Flughäfen verwendet, um Passagiere auf Waffen, Spreng¬ stoff, Schmuggelgut etc. hin zu untersuchen.Detection devices of this type are used, for example, at airports to examine passengers for weapons, explosives, contraband, etc.
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.For this purpose, it is known to guide a hand probe along the body of a person to be examined, which probe emits an alarm when a metallic object is detected. With the aid of such a hand probe, the purely manual scanning of a person, which represents a considerable burden both for the person to be examined and for the control person, can be avoided. The problem here, however, is that this method of examination is also relatively exhausting for the control person and non-metallic weapons cannot be identified. In addition, weapons of this type cannot be distinguished from other metal objects with such a hand probe.
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.Furthermore, a security lock in the form of a frame is known, through which the persons to be examined have to pass. This frame is part of a detection device which reacts to metallic objects in the same way as a hand probe and only the manual passing along a probe on the body spared, but otherwise has the same disadvantages as this.
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.The invention is therefore based on the object of providing a security lock according to the preamble of claim 1, with which objects introduced into the security lock by persons can be recognized both in terms of their shape and largely independently of their material, and which are simple to check of people possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Er¬ findung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.
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.In the security lock according to the invention, the detection device consists of at least one thermal imaging camera, which detects the infrared radiation emitted by the person and the objects introduced and displays it in the form of a thermal image.
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.With the aid of the thermal imaging camera according to the invention, the temperature distribution on the outer skin of a person's clothing can be represented in a pictorial manner. If an object is under human clothing, this object absorbs part of the infrared radiation emitted by the body and can be made visible on the thermal image due to its lower temperature. In other words, this means that, due to a temperature deviation, the contours of an object which absorbs the heat radiation can be made visible.
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.With the help of the security lock according to the invention, contact-free and automatic detection of objects which are hidden in the security lock by people under their clothing is thus possible. The purely manual examination with or without a hand probe and the associated physical and psychological stress both for the person to be examined and for the control person are completely eliminated. It is particularly advantageous that not only metallic, but also non-metallic objects, for example plastic explosives, can be displayed and discovered in the form of a thermal image by means of the thermal imaging camera.
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.At least two thermal imaging cameras are preferably provided, which record the person to be examined from different sides. In this way, the risk can be reduced or completely eliminated that certain parts of the body of the person lie in the "receiving shadow" of a thermal imaging camera and therefore cannot be detected by it.
Die Wärmebildkamera kann seitlich neben und in gleicher Höhe oder auch oberhalb der zu untersuchenden Person ange¬ ordnet sein.The thermal imaging camera can be arranged on the side next to and at the same height or above the person to be examined.
Eine kostengünstige Anordnung ergibt sich, wenn die Wärme¬ bildkamera ortsfest in einem unveränderlichen Abstand zu einem vorbestimmten Untersuchungsplatz angeordnet ist.A cost-effective arrangement is obtained if the thermal imaging camera is arranged in a fixed, fixed distance from a predetermined examination site.
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.Advantageously, however, the thermal imaging camera can be moved on a predetermined movement path relative to the examining person by means of a holding device. Here it is possible, for example, to move the thermal imaging camera at least partially around the person to be examined in order to be able to take this person from all sides.
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.As an alternative or in addition to this, it is also possible to provide a floor part to be entered by the person to be examined, which can be moved, in particular rotated, relative to the thermal imager.
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 Aufnahmebereiche 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.A particularly secure arrangement results if a metal probe is provided in addition to the thermal imaging camera. The metal probe is advantageously arranged relative to the thermal imager in such a way that the recording areas of the metal probe and the thermal imager overlap at least partially. It is also favorable if the recording area of the thermal imaging camera lies above the recording area of the metal probe. The division of the recording areas between the metal probe and the thermal imaging camera can, for example, be such that the upper body is recorded by the thermal imaging camera, while the leg area is captured by the metal probe.
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.Advantageously, a personal separation system is provided in the form of a corridor and the thermal imager is aligned with this corridor in such a way that its recording area lies within the corridor. This ensures that individual people are not shielded from other people.
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.According to an expedient embodiment of the invention, the corridor runs in an angular or curved manner, with two spaced-apart thermal imaging cameras monitoring the corner or curvature area being provided. With suitable positioning of the thermal imaging cameras, it is ensured in this way that the person to be examined is picked up from all sides by the thermal imaging cameras, since the person to be examined makes a rotational movement relative to the thermal imaging cameras at the corner or curvature.
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.As an alternative to this, it is possible for a thermal imager to be arranged on opposite sides of the corridor, which can be pivoted about a vertical axis. In this case, the pivoting movement of the thermal imaging cameras can be controlled in such a way that they keep the person walking along the corridor in their recording area and thus record them both from the front, from the side and from behind. The thermal imaging camera is advantageously connected to an electronic data processing system for evaluating the recorded intensity differences in the heat radiation of a person.
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 Einzelteilen bestehen, die an der gewünschten Stelle auf- und abgebaut werden.It is particularly advantageous if the security gate is designed as a mobile unit. In this case, the security gate can, for example, be permanently installed on a trolley or can consist of easily assembled and disassembled individual parts which are assembled and disassembled at the desired location.
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.Furthermore, the invention relates to a method for the detection of objects, such as weapons, explosives or the like, introduced by persons into a security lock. In the method according to the invention, the heat radiated by the person and the objects is detected and due to temperature deviations between the person and Item creates a thermal image of the item.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei¬ spielsweise näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. In this show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Aufnahmeberei- che einer aus einer Wärmebildkamera und einer Metallsonde bestehenden Detektionseinrichtung,1 shows a schematic representation of the recording areas of a detection device consisting of a thermal imaging camera and a metal probe,
Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung von Anordnungsmöglichkeiten für die Wärmebildka¬ mera,2 and 3 are schematic representations to illustrate possible arrangements for the thermal imaging camera,
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung von "Totpunkten", Fig. 5 eine schematische Darstellung einer mit einem drehbaren Bodenteil kombinierten Wärmebildkamera und4 shows a schematic illustration to illustrate "dead points", Fig. 5 is a schematic representation of a thermal imaging camera combined with a rotatable bottom part
Fig. 6 bis 10 schematische Darstellungen alternativer Anord- nungs- und Ausbildungsmöglichkeiten von Wärme¬ bildkameras und Korridoren.6 to 10 are schematic representations of alternative arrangement and training options for thermal imaging cameras and corridors.
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 noch 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.1 shows a person 1 to be examined, who is examined contactlessly for objects such as weapons, explosives or the like by means of a combination of a thermal imaging camera 2 and a metal probe 3. The thermal imaging camera 2 is arranged such that it is aligned with the upper body of the person 1, while the recording area of the metal probe 3 is aligned with the leg area of the person 1. In Fig. 1, the recording area of the thermal imaging camera 2 is denoted by a and that of the metal probe 3 by b. As can be seen, the recording areas a, b overlap by "dead points", i.e. to avoid areas of the person 1 recorded by the thermal imaging camera 2 or by the metal probe 3. Taking into account the average height of a person, the recording area b of the metal probe 3 should be approximately 0.8 m. Furthermore, the recording area a of the thermal imaging camera 2 should overlap by 0.1 m with the recording area b of the metal probe 3 to a room height of approximately 2.5 m, so that the thermal imaging camera 2 should record a height of 1.8 m.
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.When selecting the thermal imaging camera 2, the required temperature resolution is of great importance. This temperature resolution is determined from the temperature difference between the outside temperature of the human clothing on the one hand with and on the other hand without an object under the clothing. An appropriate value for the required temperature resolution is 0.4 ° Kelvin. In the embodiment shown in FIG. 2, the thermal imaging camera 2 is arranged in the middle of the recording area a and laterally next to the person 1. With a vertical field of view angle α of the thermal imaging camera 2, the distance 1 of the thermal imaging camera 2 from the person 1 is 2 m. With such a design, the receiving area a covers the entire upper body area of the person 1 up to the ceiling 4 of the receiving space.
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.In the embodiment shown in FIG. 3, the thermal imaging camera 2 is arranged at the level of the ceiling 4 of the recording area and laterally next to the person 1 to be examined. The thermal imaging camera 2 is oriented such that the upper limit of its recording area runs horizontally directly below the ceiling 4.
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.In order to ensure reliable detection of the objects to be tracked down, the person to be examined 1 must be recorded from different sides by means of the thermal imaging camera 2. If the person 1 is recorded from two opposite sides, as shown schematically in FIG. 4, dead spots 5 still occur, which cannot be represented by the thermal imaging camera (s) 2. If weapons etc. are carried in the area of these dead centers 5, there is a risk that they will go undetected. The security gate must therefore be constructed in such a way that such dead spots 5 are avoided.
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.One possibility for avoiding such dead centers is shown in FIG. 5. In this exemplary embodiment, the person to be examined 1 enters a base part 6 which can be rotated about a vertical axis and is rotated through 360 ° on this base part. The thermal imaging camera 2 is located on the side next to the person 1 to be examined, halfway up the upper body. Due to the constant distance between the person son 1 and the thermal imager 2, distortions of the thermal image can be avoided. Since only one thermal imaging camera 2 is required, it is also a very cost-effective solution. Furthermore, the space requirement of this arrangement is relatively small.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Personenvereinzelungsanlage in Form eines Korridors 7 vorgesehen, der in 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 1 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.In the embodiment shown in FIG. 6, a personal separation system is provided in the form of a corridor 7, which extends at an angle of 90 °. A thermal imaging camera 2 is provided in front of and behind the bend in the corridor 7. The two thermal imaging cameras 2 are aligned with one another in such a way that the front thermal imaging camera 2 records the person 1 to be examined laterally from the rear and the rear thermal imaging camera 2 the person 1 laterally from the front when the person 1 is in position A before the bend. If the person to be examined 1 continues around the corner of the corridor 7 to the position A ', the person rotates through 90 ° with respect to the thermal imaging cameras 2, so that dead spots can be avoided.
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.In the exemplary embodiment shown in FIG. 7, a thermal imaging camera 2 is provided, which is attached to a movable arm or bracket 8 in the ceiling area. The arm 8 is rotatable about a vertical axis 9, as indicated by the arrow 10. In addition, if necessary, the thermal imaging camera 2 can itself be pivotally attached to the arm 8, as shown by the arrow 11. In this exemplary embodiment, the thermal imaging camera 2 is pivoted around the person 1 by means of the arm 8.
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 Auf ahme¬ 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.In the embodiment shown in FIGS. 8A and 8B, two thermal imaging cameras 2 are provided which can be pivoted about a vertical axis 12. 8A shows the position of the thermal imaging cameras 2 when the person 1 is in front of the cameras. 8B shows the position of the thermal imaging cameras 2 when the person 1 is in the corridor 7 has passed along the thermal imaging cameras 2. As can be seen, the thermal imaging cameras 2 are pivoted with the person 1, so that the person 1 is always in the recording area of the thermal imaging cameras 2. The pivoting movement of the thermal imaging cameras 2 can be controlled by a suitable microprocessor control. Dead spots are also avoided in this exemplary embodiment.
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.The arrangement of FIGS. 9A and 9B shows a similar arrangement to that in FIGS. 8A and 8B. Here, both thermal imaging cameras 2 are guided in a semicircle around the vertical axis 12 when the person 1 passes the thermal imaging cameras 2.
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 A1, 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.10 shows a further arrangement with which dead spots can be avoided. In this embodiment, the corridor 7 is U-shaped and has a front section 7.1 and a section 7.2 which is led back in parallel. In the area of the bend of the corridor 7 there is a thermal imaging camera 2, the longitudinal axis of which runs parallel to that of the sections 7.1 and 7.2. Seen in the running direction of the corridor 7 behind this first thermal imaging camera 2 there is a second thermal imaging camera 2, the longitudinal axis of which is oriented perpendicular to the first thermal imaging camera. If the person 1 to be examined moves from position A to position A 1 , then person 1 inevitably rotates in the region of the bend relative to the thermal imaging cameras 2, so that dead spots can again be avoided here.
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.An arrangement similar to that of FIG. 10 can be seen from FIG. 11, in which two thermal imaging cameras 2 are again provided to the side of the corridor 7. In this exemplary embodiment, the thermal imaging cameras 2 are not arranged on the straight sections of the corridor 7, but in the region of the corners, the longitudinal axes of the thermal imaging cameras 2 are in turn arranged perpendicular to each other.
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. With the aid of the arrangements shown in FIGS. 5-11, it is possible to examine people from all sides for objects such as weapons, explosives, etc., without dead spots occurring. With the help of thermal imaging cameras, it is possible to visualize the contours of such objects, which are concealed under clothing, by means of a thermal image. The effect is exploited here that objects of this type partially absorb the heat radiated by the body and thus cause a temperature difference which is detected by the thermal imaging camera.

Claims

MPatentansprüche MPatents
1. Sicherheitsschleuse mit einer Detektionsvorrichtung zum Aufspüren von durch Personen in die Sicherheitsschleuse eingebrachten Gegenständen, wie Waffen, Sprengstoff od. dgl. , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 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.1. Security gate with a detection device for detecting objects introduced by people into the security lock, such as weapons, explosives or the like, characterized in that the detection device consists of at least one thermal imaging camera (2) which detects the person (1) and the infrared radiation emitted by the objects brought in and represented in the form of a thermal image.
2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei die zu untersuchende Person (1) von verschiedenen Seiten aufnehmende Wärmebildkameras (2) vor¬ gesehen sind.2. Lock according to claim 1, characterized in that at least two the person to be examined (1) from different sides receiving thermal imaging cameras (2) are seen.
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.3. Lock according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the thermal camera (2) is arranged laterally next to and at the level of the person to be examined (1).
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.4. Lock according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the thermal imaging camera (2) is arranged laterally next to and above the person to be examined (1).
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.5. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal imaging camera (2) is fixed in place at an invariable distance from a predetermined examination site.
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. 6. Lock according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thermal imager (2) can be moved relative to the examining person (1) by means of a holding device on a predetermined movement path.
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.7. Lock according to claim 6, characterized in that the holding device has a rotatably mounted holding arm (8) in the ceiling area of the safety lock, the thermal imaging camera (2) holding free end of which can be moved around the person to be examined (1).
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.8. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that a floor part (6) to be entered by the person to be examined (1) is provided which is movable, in particular rotatable, relative to the thermal imaging camera (2).
9. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Wärmebildkamera (2) eine Metallsonde (3) vorgesehen ist.9. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that a metal probe (3) is provided in addition to the thermal imaging camera (2).
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.10. Lock according to claim 9, characterized in that the metal probe (3) is arranged relative to the thermal imager (2) such that the receiving areas (a, b) of the metal probe (3) and the thermal imager (2) at least partially overlap.
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.11. Lock according to claim 9 or 10, characterized gekenn¬ characterized in that the recording area (a) of the thermal imaging camera (2) above the recording area (b) of the metal probe (3).
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.12. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that a personal separation system is provided in the form of a corridor (-7) and the thermal imaging camera (2) is aligned with this corridor (7) in such a way that its recording area is within the corridor (7) lies.
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 4 313. Lock according to claim 12, characterized in that the corridor (7) is odd, ie angular or curved and that two the corner or curvature area of the 4 3
Korridors (7) überwachende Wärmebildkameras (2) vorgesehen sind.Corridor (7) monitoring thermal imaging cameras (2) are provided.
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.14. Lock according to claim 12 or 13, characterized gekenn¬ characterized in that a thermal imager (2) is arranged on opposite sides of the corridor (7), which is pivotable about a vertical axis (12).
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.15. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal imaging camera (2) with ei¬ ner electronic data processing system for evaluating the recorded intensity differences in the heat radiation of a person (1) is connected.
16. Schleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschleuse als mo¬ bile Einheit ausgebildet ist.16. Lock according to one of the preceding claims, characterized in that the security lock is designed as a mo¬ bile unit.
17. Verfahren zum Aufspüren von durch Personen in eine Sicherheitsschleuse eingebrachten Gegenständen, wie Waffen, Sprengstoff oder dgl. , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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. 17. A method for the detection of objects introduced by persons into a security lock, such as weapons, explosives or the like, characterized in that the heat emitted by the person (1) and the objects is detected and due to temperature deviations between person (1 ) and the object generates a thermal image of the object.
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