СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРЕДМЕТОВ, СПРЯТАННЫХ ПОД ОДЕЖДОЙ НА ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2014 года по МПК G06K9/00 

Описание патента на изобретение RU2522853C1

Изобретение относится к системам для обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека, и может быть использовано при досмотре пассажиров на объектах транспортной инфраструктуры, посетителей общественных учреждений и зданий, а также для обеспечения безопасности в других контролируемых объектах.

Известна «УСТАНОВКА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕРАЗРЕШЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ И ВЕЩЕСТВ В КОНТРОЛИРУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ» (Патент РФ №2309432, МПК G01S 13/88, оп. 27.10.07). Установка содержит антенну, выполненную предпочтительно в виде двумерной антенной решетки, поворотное устройство, кабину досмотра контролируемых объектов, блок формирования управляющих сигналов, вычислительный блок, выполненный с возможностью построения радиопортрета объекта, два генератора радиоимпульсов, переключатели, квадратичный детектор сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок цифровой обработки сигналов, формирующий массив дальностей и амплитуд сигналов, отраженных от каждого участка контролируемого объекта, широкополосный приемник сигналов, полосовой фильтр, пороговое устройство, компьютер, соединенные определенным образом между собой. Данное устройство обладает рядом существенных недостатков: 1) для обеспечения узкого луча в 0,8 градуса двумерная антенная решетка должна иметь значительные габариты, а именно не менее 0,7 м в диаметре, такая сверхширокополосная фазированная антенная решетка миллиметрового диапазона является сложным и дорогостоящим в производстве изделием, 2) необходимость формирования импульсных СВЧ сигналов обеспечивает повышенную сложность обработки их на приемной стороне, в частности приводит к технической сложности реализации антенного переключателя, способного переключить антенну от передатчика к приемнику за время, необходимое для распространения сигнала до объекта, расположенного на расстоянии ~1 м и обратно, что снижает достоверность обнаружения.

Известен патент РФ №2283485, МПК G01N 22/00 оп. 10.09.2006 «Способ обнаружения и идентификации взрывчатых веществ», в котором описан способ, заключающийся в том, что контролируемый объект, подлежащий проверке, облучается слабым высокочастотным электромагнитным излучением, лежащим в диапазоне частот от 300 МГц до 150 ГГц и длительностью, не превышающей 10 мсек. Импульсный СВЧ-сигнал в виде последовательности пачек импульсов, для каждой из которых задается свое значение несущей частоты либо увеличивающееся, либо уменьшающееся, формируется в передатчике, затем поступает через антенный переключатель в антенну и излучается в направлении контролируемого объекта. Отраженный сигнал от контролируемого объекта воспринимается антенной и поступает через антенный переключатель на вход приемника, в котором он усиливается усилителем и преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя в вид, удобный для его дальнейшей обработки в измерительном средстве, выполненном с использованием процессора, позволяющего осуществлять цифровую обработку принятого сигнала с определением величин его фазового сдвига относительно излученного и интенсивности с последующим сравнением с эталонными значениями, записанными в блок памяти. При наличии диэлектрических включений на теле человека параметры принятого сигнала будут отличаться от параметров принятого сигнала, отраженного от контролируемого объекта, не содержащего взрывчатых веществ, наркотиков и т.д. Отличия будут заключаться в изменении фазы принятого сигнала и его интенсивности. Изменение фазы будет различным для различных диэлектриков. Сравнивая фазу принятого сигнала с записанными в блок памяти эталонными значениями фазовых сдвигов, соответствующих диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых веществ, идентифицируют взрывчатое вещество.

Этот способ обладает следующими существенными недостатками:

1. Требуется запись предварительных эталонных значений фазовых сдвигов, соответствующих диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых веществ, что является препятствием в общем случае для обнаружения неразрешенных предметов и веществ в контролируемых объектах, не имеющих эталонных значений в памяти прибора.

2. Определение наличия взрывчатого вещества происходит в результате операции сравнения только двух параметров по отношению к эталонному значению - фазового сдвига и коэффициента поглощения. Это может привести к уменьшению вероятности правильного обнаружения, а также к увеличению вероятности ложного обнаружения, в связи с тем, что указанные параметры сравниваются попарно для каждой пачки импульсов несущей частоты, причем однозначность положительного результата для одной пачки импульсов может входить в противоречие с однозначностью отрицательного результата для другой пачки импульсов, что в совокупности уменьшает достоверность полученного результата.

Также известно устройство, описанное в патенте РФ №2283485, МПК G01N 22/00, оп. 10.09.2006 «Способ обнаружения и идентификации взрывчатых веществ», состоит из антены, соединенной через антенный переключатель с выходом передатчика и входом приемника, включающим в себя усилитель и аналого-цифровой преобразователь, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с измерительным средством, в состав которого входит блок памяти, а измерительное средство соединено с блоком индикации. Измерительное средство и передатчик связаны между собой цепью синхронизации. Принятие решения об обнаружении опасного объекта производится с использованием эталонных значений, заложенных в блоке памяти.

Недостатком этого устройства является сложность и, как следствие, дороговизна, вызванная необходимостью формирования импульсных СВЧ сигналов и сложностью их обработки на приемной стороне, а также невозможность реализовать антенный переключатель, способный переключить антенну от передатчика к приемнику за время, необходимое для распространения сигнала до объекта и обратно <0.5 м, что снижает достоверность обнаружения. Кроме того, для работы Устройства (обнаружения в досматриваемой области взрывчатых веществ и иных диэлектрических запрещенных объектов) необходимо перемещение оператором Устройства в пространстве и контроль за соблюдением ряда требований: 1) отклонение направленности антенн Устройства от перпендикуляра к плоскости досматриваемого сектора не более чем на предельный угол отклонения; 2) удержание прибора в определенном диапазоне расстояний до досматриваемого сектора; 3) при досмотре ряда частей тела досматриваемого (в частности, ног, рук, боков) ориентирование линии от приемной антенны Устройства к передающей вдоль досматриваемых частей тела. Эти требования являются факторами, накладывающим ограничения на возможности применения Устройства; при несоблюдении указанных требований результаты работы Устройства могут быть некорректными.

Известен патент 2371735 22.10.2004 «ОБНАРУЖЕНИЕ СКРЫТОГО ОБЪЕКТА» на способ и устройство, сущность которого заключается в следующем:

- обнаруживают электромагнитное излучение, возвращаемое от скрытой поверхности, связанной с человеком, причем электромагнитное излучение включает в себя одну или более частот в диапазоне приблизительно от 200 МГц до приблизительно 1 ТГц;

- устанавливают данные, соответствующие интенсивности возвращаемого электромагнитного излучения вдоль поверхности и глубины вдоль поверхности; и

- адаптивно обрабатывают данные, чтобы определить, несет ли человек сделанный человеком объект, подозреваемый как являющийся одним или более из контрабанды или представляющий потенциальную угрозу безопасности, как функцию интенсивности вдоль поверхности и глубины вдоль поверхности;

- используемая адаптивная обработка оперирует с картой разности глубин поверхности, чтобы определить, несет ли человек сделанный человеком объект, как функцией глубины вдоль поверхности;

- может применяться медианный фильтр и один или более морфологических фильтров;

- облучают человека электромагнитным излучением, выходящим из решетки преобразователей;

- отображают относительное местоположение сделанного человеком объекта на изображении, представляющем человека;

- может применяться адаптивная обработка для каждой из множества частей изображения, при этом части изображения каждая соответствует группе пикселей изображения;

- в адаптивной обработке может использоваться нейронная сеть, чтобы обработать каждую из частей изображения, причем для каждого из первого набора входов нейронной сети принимают входные данные интенсивности пикселя изображения в соответствии с пикселями изображения группы для соответствующих частей изображения, а для каждого из второго набора входов нейронной сети принимают входные данные разности глубин от соответствующего одного из пикселей изображения обозначенной группы для одной из частей изображения;

- применяют один или более морфологических фильтров, чтобы отобразить выходные данные нейронной сети; и сравнивают первые выходные данные изображения нейронной сети для первого кадра изображения со вторыми выходными данными изображения нейронной сети для второго кадра изображения.

Недостатками указанного способа являются следующие.

1) Анализ функции глубины отдельно или в совокупности с двумерной картой интенсивности не является достоверным признаком, по которому обнаруживается объект. В частности, такой подход не позволяет с высокой достоверностью обнаруживать слоистые структуры из материалов с низким показателем диэлектрической проницаемости.

2) Функция глубин не всегда может быть построена с требуемой для анализа точностью (особенно для низких частот).

3) Использование фрагментов (частей) изображения для входов нейронной сети, но рассчитанных на визуализацию и подвергшихся обработке адаптивными и морфологическими фильтрами в цикле анализа, приводит к частичной или полной утрате полезной информации о малоконтрастных границах слоистых структур, которые оказываются важными для целей автоматического распознавания без участия зрения человека.

4) Использование двумерных фильтров для двумерных изображений (по тексту двумерные карты интенсивности пикселей) - недостаточно эффективный способ фильтрации шумов трехмерных поверхностей опасных предметов, в той же степени, как и плоское изображение, дает меньше информации по сравнению с объемным изображением, в том числе в присутствии шума.

Наиболее близким устройством к заявляемому является «Комплекс для обнаружения скрытых под одеждой предметов на теле человека» (патент на полезную модель №95130, МПК G01N 22/00, оп. 30.03.2010 г.). Комплекс состоит из приемных и передающих антенн, соединенных, соответственно, с приемником и передатчиком сигналов, которые соединены с опорным генератором, при этом приемник сигналов соединен с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), который соединен с устройством обработки сигналов, при этом N>2 антенн собраны в виде двух вертикальных и симметрично расположенных относительно человека антенных решеток, установленных с возможностью перемещения вокруг человека, при этом каждая из антенн соединена через коммутатор с соответственно приемником и передатчиком сигналов, а устройство обработки сигналов соединено каналом управления с передатчиком, приемником, коммутаторами и механизмом перемещения антенн. Для облучения досматриваемого человека передатчик формирует широкополосный линейно частотно модулированный зондирующий сигнал, который посредством передающего коммутатора поступает в соответствующую антенну, выбор которой производится с помощью коммутатора по сигналу, поступающему от устройства обработки сигналов. Отраженный от объекта сигнал принимается соответствующей приемной антенной и поступает в коммутатор, выбор рабочего каната которого производится по сигналу, поступающему от устройства обработки сигналов. С коммутатора сигнал поступает в приемник, где происходит его усиление и фильтрация, после чего сигнал поступает на аналогово-цифровой преобразователь. Оцифрованный сигнал поступает в устройство обработки сигналов, где происходит его накопление. Блок опорного генератора тактирует приемник и передатчик для синхронной работы и съема данных. При вращении поворотного устройства происходит последовательное переключение пар приемных и передающих антенн и накопление принятого сигнала со всех точек пространства, образуемых по вертикали переключением антенн, по горизонтали вращением антенн. Устройство обработки сигналов обрабатывает полученную от аналого-цифрового преобразователя информацию с помощью нейросетевого классификатора, принимает решение о наличии либо отсутствии скрытых объектов на теле человека и производит отображение результата обнаружения.

Недостатками данного устройства являются следующие.

1. Низкая эффективность использования отдельных антенн, каждая из которых может быть только передающей или только приемной, что повышает стоимость устройства из-за увеличенного количества антенн, большое число которых требуется для достижения необходимой разрешающей способности.

2. Используемый широкополосный линейно частотно-модулированный зондирующий сигнал в частотной области имеет расширенный спектр полезного сигнала, а также изменяется по частоте во время переключения и между переключениями антенных коммутаторов, соответственно, ухудшает соотношение сигнал/шум на приемной стороне и вносит систематическую ошибку получаемых отсчетов, что в свою очередь приводит к ухудшению качества анализа данных и росту ошибок обнаружения.

3. Отсутствует предварительная обработка информации (оцифрованных радиолокационных сигналов, поступающих с аналого-цифрового преобразователя,) обрабатываемой нейросетевым классификатором, что в комбинации с большой вариативность радиолокационных откликов от объектов различной формы и различного состава затрудняет обнаружение и уменьшает достоверность результата.

Ни один из известных способов и устройств не позволяет, как обнаруживать, так и идентифицировать скрытые под одеждой на теле человека широкие классы предметов.

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности обнаружения предметов, особенно мелких, и для материалов с низким показателем диэлектрической проницаемости, под одеждой на теле человека, при этом не возникает необходимости в использовании мыслительного аппарата человека-оператора для целей распознавания и классификации предметов, что снижает нагрузку на оператора и позволяет практически полностью исключить влияние на результат человеческого фактора, решается проблема конфиденциальности информации об интимных индивидуальных анатомических особенностях строения тела досматриваемого человека.

Для достижения указанного результата предложен способ обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека, включающий облучение контролируемого объекта СВЧ сигналом с частотой от 500 МГц до 500 ГГц, прием отраженного сигнала путем сканирования по двум координатам синтезируемой апертуры, запись в память массива оцифрованных отраженных сигналов, вычисление трехмерной матрицы эффективной отражательной способности контролируемого объекта в объеме сканируемого пространства, причем разрешение по глубине (дальности до объекта от местоположения фазового центра излучающей антенны) обеспечивают за счет использования дискретно линейно частотно-модулированного сигнала и вычисления Фурье-преобразования от отраженного сигнала, а разрешение в поперечной к направлению распространения СВЧ сигнала плоскости обеспечивают за счет синтеза апертуры по двум координатам пространства, по которым происходит сканирование, дальнейшую математическую обработку данной матрицы алгоритмами распознавания объемных образов, обеспечивающую автоматическую классификацию контролируемых объектов на основе предварительно запрограммированных классификаторов, оповещение оператора о нахождения под одеждой человека предметов, распознанных классификатором как опасные, путем обозначения их местоположения маркерными знаками на схематическом (условном) изображении тела человека, не отображающем индивидуальных анатомических особенностей строения тела досматриваемого человека.

Кроме того,

- облучение объекта производят одновременно несколькими излучающими антеннами на разных частотах;

- прием отраженного от контролируемого объекта сигнала производят одновременно несколькими приемными антеннами;

- проводят электронное сканирование;

- проводят электронное и механическое сканирование;

- оператора оповещают о классе обнаруженных объектов;

- математическую обработку производят запрограммированными математическими классификаторами, входными данными для которых являются совместно с данными матрицы эффективной отражательной способности предобработанные либо непредобработанные оцифрованные данные, содержащие информацию об амплитуде и/или фазе отраженных сигналов;

- используют нейросетевые алгоритмы распознавания объемных образов;

- перед использованием нейросетевых алгоритмов проводят обработку данных совокупностью алгоритмов информационно-статистической предобработки.

Также для достижения вышеуказанного технического результата предложено устройство обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека, содержащее, по крайней мере, две приемо-передающих антенны, соединенных с антенным коммутатором, соединенный с первым входом и первым выходом приемопередатчика, содержащего аналого-цифровой преобразователь принятого сигнала, при этом, второй вход и третий выход приемопередатчика соединены соответственно с входом и первым выходом центрального блока управления, третий выход центрального блока управления соединен с входом вычислительного устройства, включающего блок цифрового синтеза двумерной апертуры и распознавания объемных образов и блок автоматической классификации объектов.

При этом

- приемо-передающие антенны собраны в антенную решетку;

- второй выход центрального блока управления соединен с антеннами или антенной решеткой и антенным коммутатором через блок механического сканирования;

- антенны или антенная решетка и антенный коммутатор размещены на подвижной части блока механического сканирования.

Указанная совокупность существенных признаков позволит достичь технического результата за счет:

- эффективного использования антенн, за счет одновременного облучения несколькими излучающими антеннами на разных частотах, одновременного приема сигнала отклика несколькими приемными антеннами, а также возможности использования приемных антенн в качестве излучающих и наоборотж

- за счет использования методов синтеза апертуры, увеличивающего разрешающую способность;

- автоматизированного распознавания объемных образов и автоматической классификации объектов и оповещения оператора о возможной опасности нахождения под одеждой человека предметов, распознанных классификатором как опасные, путем обозначения их местоположения маркерными знаками на схематическом (условном) изображении тела человека, не отображающем индивидуальных анатомических особенностей строения тела досматриваемого человека.

Кроме того, эффективное использование антенн позволяет значительно уменьшить требования на быстродействие приемника, уменьшить количество антенн, а значит снизить сложность изготовления и стоимость одномерной антенной решетки.

Предложенное устройство, один из вариантов выполнения которого изображен на чертеже, работает следующим образом.

Облучают объект (под объектом в данном случае понимают человека с возможно размещенными на нем предметами - на фигуре не показан) от антенн 1 антенной решетки 2 СВЧ сигналом, поступающим с первого выхода приемопередатчика 4 и прошедшим через антенный коммутатор 3. Облучение объекта проводят зондирующим дискретно линейно частотно-модулированным СВЧ сигналом в диапазоне, выбираемом в пределах от 500 МГц до приблизительно 500 ГГц.

Принимают отраженный от контролируемого объекта сигнал-отклик второй антенной 1 антенной решетки 2. Принятый антенной 1 сигнал поступает на первый вход приемопередатчика 4 через антенный коммутатор 3. Приемопередатчик 4 осуществляет управление антенным коммутатором 3 таким образом, чтобы происходило сканирование пространства через приемные и передающие антенны 1, входящие в состав антенной решетки 2, как минимум по одной координате из системы координат, определяемых конструкцией устройства. Могут использоваться декартовы, цилиндрические, сферические системы координат. Например, блок механического сканирования 7 может осуществлять перемещение (для целей сканирования) по азимутальной координате цилиндрической системы, а антенный коммутатор 3 при этом переключается таким образом, чтобы происходило сканирование вдоль вертикальной оси. При отсутствии блока механического сканирования 7 сканирование за счет переключения антенного коммутатора 3 происходит по двум координатам. Во время сканирования, сопровождаемого переключением антенного коммутатора 3 командами управления со второго выхода приемопередатчика 4, происходит передача и прием СВЧ сигнала через антенный коммутатор 3 и приемные и передающие антенны 1 из и в приемопередатчик 4, при этом приемопередатчик 4 изменяет сигнал на первом выходе как дискретно линейно частотно-модулированное СВЧ колебание. Принимаемый по первому входу приемопередатчиком 4 сигнал преобразуется в цифровую форму в блоке АЦП 5 и через третий выход приемопередатчика 4 поступает на вход Центрального блока управления 6.

Центральный блок управления 6 передает управляющую информацию через первый выход на второй вход приемопередатчика 4 и через второй выход на вход блока механического сканирования 7 (при его наличии). Центральный блок управления 6 аккумулирует на незначительное время поступающие данные от блока АЦП 5, объединяет их с данными о состоянии координаты в блоке механического сканирования 7 (при его наличии), через третий выход передает эти объединенные данные в Вычислительное устройство 8.

Блок механического сканирования 7 на своей подвижной части содержит в обязательном порядке антенны 1, антенную решетку 2, антенный коммутатор 3 и в необязательном порядке - приемопередатчик 4 с входящим в его состав АЦП 5, центральный блок управления 6. Вычислительное устройство 8 на основании полученных из Центрального блока управления 6 данных записывает в память 3-мерный массив оцифрованных радиолокационных откликов, двумя координатами которого являются пространственные координаты синтезированной апертуры, а третья координата задается набором частот в излучаемом дискретно линейно частотно-модулированном сигнале. Затем вычислительное устройство 8 на основе изменения параметров излученного сигнала и на основе принятых данных вычисляет трехмерную матрицу эффективной отражательной способности досматриваемого объекта в объеме сканируемого пространства, причем разрешение по глубине (дальности до объекта от местоположения фазового центра излучающей антенны) обеспечивается за счет использования дискретно линейно частотно-модулированного сигнала, выработанного приемопередатчиком 4 во время сканирования, и вычисления Фурье-преобразования от сигнала-отклика по всему объему, занятому объектом, а разрешение в поперечной к направлению распространения зондирующего сигнала плоскости обеспечивается за счет синтеза апертуры по двум координатам пространства, по которым происходит сканирование. Затем вычислительное устройство 8 производит математическую обработку матрицы эффективной отражательной способности досматриваемого объекта алгоритмами распознавания объемных образов блока 9, производит дальнейшую математическую обработку данной матрицы (включая сегментацию, повышение трехмерной контрастности, фильтрацию и др.) и алгоритмами нейросетевого распознавания объемных образов, либо алгоритмами, отличными от нейросетевых, либо алгоритмами, дополняющими нейросетевые методы. Кроме матрицы эффективной отражательной способности на входе алгоритмов распознавания объемных образов блока 9 могут быть приняты предобработанные либо непредобработанные оцифрованные данные, содержащие информацию об амплитуде и/или фазе отраженных сигналов. В некоторых реализациях алгоритмов распознавания объемных образов блока 9, перед использованием нейросетевых алгоритмов, могут применяться, помимо перечисленных, также и алгоритмы информационно-статистической предобработки.

Далее производят автоматическую классификацию полученной информации на основе предварительно запрограммированных классификаторов блока 10. Далее вычислительное устройство 8 автоматически определяет месторасположение обнаруженных объектов, выдает сигнал оповещения оператору о возможной опасности нахождения под одеждой человека предметов, распознанных классификатором как опасные, путем обозначения их местоположения маркерными знаками на схематическом (условном) изображении тела человека, не отображающем индивидуальных анатомических особенностей строения тела досматриваемого человека. Обозначение местоположения может быть реализовано любым способом, например, на экране дисплея (не показано) или как-то иначе.

В настоящее время в ООО «НТМР» г.Москва создан опытный образец устройства обнаружения и идентификации скрытых под одеждой на теле человека предметов, в котором реализован заявляемый способ обнаружения. Проведены испытания, где в качестве опасных предметов классифицировались, например, безоболочечные пластичные взрывчатые вещества, керамические ножи, металлические предметы (пистолет, пакет с дробью).

Похожие патенты RU2522853C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ СКРЫТЫХ ПРЕДМЕТОВ ПРИ ПЕРСОНАЛЬНОМ ДОСМОТРЕ 2021
  • Быстров Петр Алексеевич
  • Вагин Алексей Ильич
  • Иванов Игорь Михайлович
RU2785078C1
МЕТОД И СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ АКТИВНЫХ МИКРОВОЛН 2014
  • Кузнецов Андрей
  • Аверьянов Валерий
  • Горшков Игорь
RU2622618C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО РАЗРЕШЕНИЯ, СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ВЫЯВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ 2004
  • Воробьев Н.Д.
  • Грибков В.Ф.
  • Позняков П.В.
  • Рыбаков А.Н.
  • Слатин В.В.
  • Филатов В.Г.
RU2265866C1
ОБНАРУЖЕНИЕ СКРЫТОГО ОБЪЕКТА 2004
  • Келлер Пол Э.
  • Макмейкин Дуглас Л.
  • Холл Томас Э.
  • Шин Дэвид М.
  • Севертсен Рональд Х.
RU2371735C2
ТРЕХМЕРНАЯ СИСТЕМА ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО РАДИОВИДЕНИЯ ДЛЯ ДОСМОТРА 2017
  • Калмыков Алексей Андреевич
  • Калмыков Андрей Алексеевич
  • Добряк Вадим Алексеевич
  • Курленко Антон Сергеевич
RU2652530C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕРАЗРЕШЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ И ВЕЩЕСТВ В КОНТРОЛИРУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ 2006
  • Клименко Александр Игоревич
  • Славинский Зиновий Михалевич
RU2309432C1
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ДОСМОТРА ЦЕЛИ В КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОБЛАСТИ ПРОСТРАНСТВА 2009
  • Кузнецов Андрей Викторович
  • Горшков Игорь Юрьевич
  • Воробьев Станислав Игоревич
  • Карпов Константин Сергеевич
  • Аверьянов Валерий Петрович
RU2411504C1
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ С ПОИМПУЛЬСНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ, НЕЙРОСЕТЕВЫМ РАСПОЗНАВАНИЕМ ОБЪЕКТОВ И ИНВЕРСНЫМ СИНТЕЗИРОВАНИЕМ АПЕРТУРЫ АНТЕННЫ 2011
  • Митрофанов Дмитрий Геннадьевич
RU2439611C1
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ДОСМОТРА ЦЕЛИ В КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОБЛАСТИ ПРОСТРАНСТВА 2005
  • Кузнецов Андрей Викторович
  • Аверьянов Валерий Петрович
RU2294549C1
СИСТЕМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВВЕДЕННОГО ИМПЛАНТАТА 2019
  • Калмыков Андрей Алексеевич
RU2726595C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРЕДМЕТОВ, СПРЯТАННЫХ ПОД ОДЕЖДОЙ НА ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА

Изобретение относится к системам для обнаружения и идентификации скрытых под одеждой на теле человеке предметов и может быть использовано при досмотре пассажиров на транспорте и посетителей общественных учреждений и зданий. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности обнаружения предметов, особенно мелких и для материалов с низким показателем диэлектрической проницаемости, под одеждой на теле человека, при этом не возникает необходимости в использовании мыслительного аппарата человека-оператора для целей распознавания и классификации предметов, что снижает нагрузку на оператора и позволяет практически полностью исключить влияние на результат человеческого фактора, решается проблема конфиденциальности информации об интимных индивидуальных анатомических особенностях строения тела досматриваемого человека. Для этого производится облучение СВЧ сигналом тела человека, прием отраженного сигнала-отклика, усиление принятого сигнала-отклика, аналого-цифровое преобразование и математическая обработка принятого сигнала-отклика, вычисляется методом синтеза апертуры трехмерная матрица эффективной отражательной способности досматриваемого объекта в объеме сканируемого пространства и применяется последующая математическая обработка данной матрицы алгоритмами распознавания объемных образов, обеспечивающая автоматическую классификацию предметов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 522 853 C1

1. Способ обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека, включающий облучение контролируемого объекта СВЧ сигналом с частотой от 500 МГц до 500 ГГц, прием отраженного сигнала путем сканирования по двум координатам синтезируемой апертуры, запись в память массива оцифрованных отраженных сигналов, вычисление трехмерной матрицы эффективной отражательной способности контролируемого объекта в объеме сканируемого пространства, причем разрешение по глубине (дальности до объекта от местоположения фазового центра излучающей антенны) обеспечивают за счет использования дискретно линейно частотно-модулированного сигнала и вычисления Фурье-преобразования от отраженного сигнала, а разрешение в поперечной к направлению распространения СВЧ сигнала плоскости обеспечивают за счет синтеза апертуры по двум координатам пространства, по которым происходит сканирование, дальнейшую математическую обработку данной матрицы алгоритмами распознавания объемных образов, обеспечивающую автоматическую классификацию контролируемых объектов на основе предварительно запрограммированных классификаторов, оповещение оператора о нахождении под одеждой человека предметов, распознанных классификатором как опасные, путем обозначения их местоположения маркерными знаками на схематическом (условном) изображении тела человека, не отображающем индивидуальных анатомических особенностей строения тела досматриваемого человека.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение объекта производят одновременно несколькими излучающими антеннами на разных частотах.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прием отраженного от контролируемого объекта сигнала производят одновременно несколькими приемными антеннами.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят электронное сканирование.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят электронное и механическое сканирование.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператора оповещают о классе обнаруженных объектов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что математическую обработку производят запрограммированными математическими классификаторами, входными данными для которых являются совместно с данными матрицы эффективной отражательной способности предобработанные либо непредобработанные оцифрованные данные, содержащие информацию об амплитуде и/или фазе отраженных сигналов.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют нейросетевые алгоритмы распознавания объемных образов.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед использованием нейросетевых алгоритмов проводят обработку данных совокупностью алгоритмов информационно-статистической предобработки.

10. Устройство обнаружения и идентификации предметов, спрятанных под одеждой на теле человека, содержащее, по крайней мере, две приемо-передающие антенны, соединенные с антенным коммутатором, соединенным с первым входом и первым выходом приемопередатчика, содержащего аналого-цифровой преобразователь принятого сигнала, отличающееся тем, что второй вход и третий выход приемопередатчика соединены соответственно с входом и первым выходом центрального блока управления, третий выход центрального блока управления соединен с входом вычислительного устройства, включающего блок цифрового синтеза двумерной апертуры и распознавания объемных образов и блок автоматической классификации объектов.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что приемо-передающие антенны собраны в антенную решетку.

12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что второй выход центрального блока управления соединен с антеннами или антенной решеткой и антенным коммутатором через блок механического сканирования.

13. Устройство по п.12. отличающееся тем, что антенны или антенная решетка и антенный коммутатор размещены на подвижной части блока механического сканирования.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2522853C1

Устройство для дистанционного управления магнитным пускателем 1952
  • Славин Р.М.
SU95130A1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 2004
  • Диянков Олег Владимирович
  • Черчес Юрий Ильич
  • Карабашев Сергей Генрикович
  • Степанян Григорий Арнольдович
RU2283485C2
0
SU87019A1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ, СКРЫТЫХ ПОД ОДЕЖДОЙ ЧЕЛОВЕКА, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2009
  • Зражевский Алексей Юрьевич
  • Коротков Вадим Андреевич
  • Рыков Константин Николаевич
RU2406099C1
US 5038106 A, 06.08.1991
Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем 1924
  • Волынский С.В.
SU2012A1
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
SU2010A1

RU 2 522 853 C1

Авторы

Уваров Андрей Владимирович

Тычинский Александр Юльевич

Дёминов Марк Маратович

Галас Владислав Олегович

Прокопенко Роман Александрович

Полянский Павел Олегович

Даты

2014-07-20Публикация

2013-02-28Подача