ПЕРЕДВИЖНАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ Российский патент 2022 года по МПК G01V3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области обнаружения целевых предметов, а точнее к обнаружению предметов, содержащих намагниченные или ферромагнитные компоненты.

Уровень техники

Современная обстановка, которая обусловлена различными злонамеренными действиями в местах пребывания публики, сформировала потребность в обнаружении оружия типа автоматической винтовки (автомата) на входе в общественные здания, такие как стадионы, концертные залы, универмаги и т.п.

В настоящее время такое обнаружение обычно выполняет персонал системы безопасности, оснащенный ручными портативными детекторами, которыми проводят вдоль тела и вокруг имущества лиц, которые хотят войти в различные места пребывания публики, о которых идет речь. Однако, такой досмотр является продолжительным и неудобным, а число людей, которые хотят войти в охраняемое место, часто слишком велико, чтобы выполнять досмотр удовлетворительным образом.

Также были предложения устанавливать стационарные проходы в местах входа в различные общественные учреждения. Такие проходы являются подходящим решением в случаях, когда требуется неподвижно закрепленная установка. Однако, такая установка требует выполнения значительного объема монтажных работ, что делает ее непригодной для общественных учреждений типа стадионов, концертных залов и универмагов. Вместе с тем в местах пребывания публики необходимо иметь возможность освобождать пространство, чтобы обеспечить возможность беспрепятственного аварийного выхода, что делает желательным использование передвижных систем.

Также были предложения использовать передвижные индивидуальные барьеры, содержащие магнитостатические датчики. Такие барьеры, как правило, содержат стойку, прикрепленную к основанию и оснащенную по меньшей мере одним магнитостатическим датчиком, к примеру, тремя магнитостатическими датчиками, распределенными по высоте стойки. Каждый датчик выполнен с возможностью формирования сигнала (напряжения), который характеризует интенсивность обнаруженного электромагнитного поля. Такие барьеры, в частности, используются в тюрьмах для досмотра заключенных на предмет проноса металлических предметов, особенно мобильных телефонов. Для такого обнаружения требуется, чтобы чувствительность магнитных датчиков была очень высокой, поскольку заключенным обычно запрещено иметь при себе любые металлические или магнитные материалы.

Чтобы увеличить чувствительность таких барьеров, было предложено использовать их парами, так, чтобы создавать проход. Характерно, что чувствительность датчиков уменьшается с расстоянием по экспоненте. Барьеры подобного типа имеют то преимущество, что являются передвижными и не требуют никаких монтажных работ. Кроме того, поскольку современные автоматы изготавливают из ферромагнитного материала, и они имеют большой размер, возмущение, которое они создают в электромагнитном поле Земли, является достаточно существенным, чтобы его можно было обнаруживать указанными датчиками.

Однако, в отличие от заключенных в тюрьмах, люди часто носят на одежде или несут с собой металлические предметы, которые могут содержать намагниченные или ферромагнитные детали, а в большинстве случаев -смартфоны, микросхемы которых намагничены. При этом собственное магнитное поле смартфонов практически сравнимо с возмущением магнитного поля Земли, которое создается при перемещении автомата. Поэтому прохождение таких людей будет систематически запускать сигнализацию барьера даже при отсутствии автомата. Поэтому необходимо иметь возможность различать смартфоны и автомат, чтобы гарантировать способность барьеров обнаруживать такое оружие.

Поэтому в международной заявке 2017/141022 было предложено добавлять к каждому из барьеров ограничитель, чтобы направлять досматриваемое лицо, и вынуждать его/ее проходить через середину прохода, образуемого барьерами, где чувствительность в проходе, образованном парой барьеров, является более равномерной. Точнее, поскольку чувствительность магнитостатических датчиков обратно пропорциональна расстоянию, датчики проявляют большую чувствительность около барьеров, чем в середине. При этом избыток чувствительности вблизи барьеров является причиной почти всех случаев ложной тревоги. Наличие ограничителей дает возможность избежать того, чтобы досматриваемые лица подходили слишком близко к барьерам, и гарантировать, что они остаются в середине прохода, где чувствительность ниже и является более равномерной.

Однако, такое увеличение расстояния между барьерами связано с риском, что проход оказывается в какой-то мере чувствительным к наружным помехам, поскольку сигнал на таком расстоянии от барьеров более низкий, и, следовательно, более похож на сигналы, создаваемые окружающими элементами. Кроме того, построенные таким образом барьеры, труднее переносить, так как они значительно тяжелее и более громоздкие, чем исходные барьеры. Кроме того, в случаях, когда необходимо организовать множество проходов, в частности, в случае стадионов или больших концертных залов, комплекс, образованный каждой парой барьеров, очень громоздок, и таким образом ограничивает число проходов, которые могут быть созданы.

В документе US 2018/012465 раскрыта система обнаружения, соответствующая преамбуле пункта 1 и содержащая детекторы, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один магнитный датчик, выполненный с возможностью формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, и для каждого детектора - обрабатывающий блок, выполненный с возможностью приема сигналов, характеризующих интенсивность магнитного поля, обнаруженного датчиками. Поскольку магнитное поле, получаемое в месте расположения детектора, обратно пропорционально третьей степени радиуса г чувствительности детектора, два детектора системы, рассмотренной в этом документе, разнесены на расстояние, равное половине их радиуса чувствительности. Таким образом, детекторы являются независимыми и их чувствительность может быть уменьшена.

В документе US 2006/197523 раскрыта система обнаружения предмета, включающая в себя несколько детекторов, каждый из которых содержит несколько градиометров и процессор, выполненный с возможностью сбора сигналов, формируемых градиометрами. Процессор вычисляет среднее значение собранных сигналов с целью измерения фонового шума. С целью устранения шума указанное среднее значение затем вычитается на основе сигналов, создаваемых градиометрами.

Раскрытие изобретения

Поэтому, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить систему обнаружения, которая может быть быстро смонтирована и демонтирована, например, на входе в места пребывания публики, которая обладает способностью надежно различать небольшие предметы, содержащие магнитные компоненты, такие как смартфоны, и автоматические винтовки, обладая при этом приемлемыми размерами.

Для этого в изобретении предложена система обнаружения целевого предмета, включающая в себя:

- первый детектор, содержащий по меньшей мере один первый магнитный датчик, выполненный с возможностью формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля,

- второй детектор, отдельный от первого детектора, содержащий по меньшей мере второй магнитный датчик, выполненный с возможностью формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, и

- обрабатывающий блок, выполненный с возможностью приема сигналов, характеризующих интенсивность магнитного поля, обнаруженного первым магнитным датчиком и/или вторым магнитным датчиком,

Система обнаружения дополнительно содержит по меньшей мере один коммуникационный интерфейс, выполненный с возможностью передачи сигнала, сформированного первым и/или вторым магнитным датчиком в обрабатывающий блок. Кроме того, обрабатывающий блок выполнен с возможностью определения скорректированного значения сигналов, сформированных магнитными датчиками первого и второго детекторов, путем применения коэффициента ослабления к сигналам, формируемым магнитным датчиком или датчиками, и передачи инструкций для формирования тревожного сигнала, когда указанное скорректированное значение превышает заданное пороговое значение.

Приведенные ниже определенные предпочтительные, но не носящие ограничительного характера аспекты описанной выше системы обнаружения могут быть реализованы индивидуально или в сочетании друг с другом:

- коммуникационный интерфейс представляет собой беспроводной коммуникационный интерфейс,

- первый и второй детекторы являются передвижными,

- система дополнительно содержит третий детектор, причем третий детектор содержит по меньшей мере один третий магнитный датчик, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, при этом первый детектор и второй детектор образуют первый проход, а второй детектор и третий детектор вместе образуют второй проход.

- обрабатывающий блок размещен в каждом из первого и второго детекторов, при этом обрабатывающий блок, размещенный во втором детекторе, выполнен с возможностью, с одной стороны, вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных магнитными датчиками второго и третьего детекторов, путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным вторым и третьим магнитными датчиками, а с другой стороны, передачи в обрабатывающий блок первого детектора через коммуникационный интерфейс сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля, обнаруженного вторым магнитным датчиком и вычисленного скорректированного значения сигналов.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ обнаружения целевого предмета с применением описанной выше системы обнаружения, содержащий следующие этапы:

S1: формирование посредством первого и второго магнитных датчиков сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля;

S3: вычисление скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным магнитным датчиком или датчиками на этапе S1;и

S4: сравнение указанного скорректированного значения с заданным пороговым значением;

S5: передачу инструкций для формирования тревожного сигнала, когда скорректированное значение превышает заданное пороговое значение.

Приведенные ниже определенные предпочтительные, но не носящие ограничительного характера аспекты описанного выше способа обнаружения могут быть реализованы индивидуально или в сочетании друг с другом:

- способ дополнительно содержит перед этапом S4, этап S2 вычисления среднего значения скорректированных значений, при этом указанное среднее значение скорректированных значений используют для осуществления этапа S4;

- способ дополнительно содержит перед этапом S3 этап S2 вычисления среднего значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками, при этом указанное среднее значение используют для осуществления этапа S3;

- этап S3 коррекции содержит следующие подэтапы:

S31: определение максимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком и вторым магнитным датчиком,

S32: определение минимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком и вторым магнитным датчиком,

S33: вычисление отношения ранее определенного максимального значения к ранее определенному минимальному значению,

S34: сравнение указанного отношения с первым порогом и вторым порогом, причем второй порог выше первого порога, и

S35: определение коэффициента ослабления, при этом коэффициент ослабления равен: первому значению, когда отношение меньшей первого порога, второму значению отличающемуся от первого значения, когда отношение больше второго порога, и значению между первым значением и вторым значением, когда отношение лежит между первым порогом и вторым порогом.

- коэффициент ослабления представляет собой линейную функцию, зависящую от указанного отношения, когда отношение лежит между первым порогом и вторым порогом,

- первое значение равно 1, второе значение равно 0,1, а коэффициент ослабления определяют из следующего выражения, когда указанное отношение лежит между первом порогом и вторым порогом:

-0,03*R+1,9

где R - значение отношения.

- первый детектор содержит по меньшей мере два первых магнитных датчика, а второй детектор содержит по меньшей мере два вторых магнитных датчика, причем каждый первый магнитный датчик связан с определенным вторым магнитным датчиком, так чтобы образовать пару, при этом этапы S1-S4 применяют к каждой паре.

- система обнаружения дополнительно содержит третий детектор, содержащий по меньшей мере один третий магнитный датчик, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, при этом способ дополнительно содержит, перед этапом S5 формирования тревожного сигнала, этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным вторым и третьим магнитными датчиками.

способ дополнительно содержит после этапа вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, этап определения, на основе скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками и скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, прохода или проходов, образованных первым детектором и вторым детектором, с одной стороны, и вторым детектором и третьим детектором, с другой стороны, в которых было обнаружено магнитное поле.

- этап определения прохода или проходов содержит следующие подэтапы:

• умножение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков, на коэффициент безопасности,

• сравнение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов первого и второго датчиков, со скорректированным значением, вычисленным на основе сигналов второго и третьего датчиков, и умноженным на коэффициент безопасности,

• умножение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов первого и второго датчиков, на коэффициент безопасности,

• сравнение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков, со скорректированным значением, вычисленным на основе сигналов первого и второго датчиков, и умноженным на коэффициент безопасности.

- этап S5 реализуют только в соответствии с первым и вторым детекторами, если скорректированное значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками больше скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками и умноженного на коэффициент безопасности,

- этап S5 реализуют только в соответствии со вторым и третьим детекторами, если скорректированное значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками больше скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками и умноженного на коэффициент безопасности.

- первый детектор и второй детектор каждый содержит обрабатывающий блок, причем:

• этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, выполняют посредством обрабатывающего блока второго детектора,

• этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками, выполняют посредством обрабатывающего блока первого детектора, и

• этап определения пары или пар детекторов, которые обнаружили магнитное поле, выполняют посредством обрабатывающего блока второго детектора и посредством обрабатывающего блока первого детектора.

- система обнаружения дополнительно содержит четвертый детектор, содержащий по меньшей мере один четвертый магнитный датчик, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, при этом способ обнаружения дополнительно содержит следующие подэтапы:

• вычисление скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками, путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным третьим и четвертым магнитными датчиками;

• умножение скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками, на коэффициент безопасности,

• сравнение скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, со скорректированным значением сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками и умноженным на коэффициент безопасности,

• сравнение скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками, со скорректированным значением сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками и умноженным на коэффициент безопасности,

• определение пары или пар детекторов среди первого, второго, третьего и четвертого детекторов, в которых было обнаружено магнитное поле.

- этап S5 реализуют только в соответствии со вторым и третьим детекторами, если скорректированное значение сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками больше скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками и умноженного на коэффициент безопасности, и

- этап S5 реализуют только в соответствии со третьим и четвертым детекторами, если скорректированное значение сигналов, сформированных третьим и четвертым датчиками больше скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками и умноженного на коэффициент безопасности.

Краткое описание чертежей

Прочие отличительные признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения будут более понятны, если обратиться к следующему подробному его описанию со ссылками на прилагаемые чертежи, которые приведены, как примеры, не носящие ограничительного характера.

Фиг. 1 изображает общую схему примера детектора, который может быть использован в системе обнаружения, соответствующей настоящему изобретению.

Фиг. 2 иллюстрирует пример осуществления системы обнаружения, соответствующей настоящему изобретению, и содержащей два детектора.

Фиг. 3 иллюстрирует пример осуществления системы обнаружения, соответствующей настоящему изобретению, и содержащей три детектора, вместе образующих два прохода, а также человека, которого досматривают в одном из проходов.

Фиг. 4 иллюстрирует пример осуществления системы обнаружения, соответствующей настоящему изобретению, и содержащей m детекторов, вместе образующих m-1 проходов.

Фиг. 5 представляет блок-схему, иллюстрирующую основные этапы примера реализации способа обнаружения, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 6 представляет блок-схему, иллюстрирующую основные подэтапы коррекции значения сигналов.

Фиг.7 представляет блок-схему, иллюстрирующую этапы примера реализации способа обнаружения, соответствующего настоящему изобретению, в случае, когда система обнаружения содержит по меньшей мере четыре детектора (n-2, n-1, n и n+1).

Фиг. 8а иллюстрирует интенсивность сигнала в системе обнаружения, отвечающей существующему уровню техники, и содержащей два детектора, разнесенные на расстояние 130 см.

Фиг. 8b иллюстрирует интенсивность сигнала в системе обнаружения, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения, и содержащей два детектора, разнесенные на расстояние 130 см, а также обрабатывающий блок, выполненный с возможностью вычисления среднего значения сигналов, сформированных датчиками указанных двух детекторов.

Фиг. 8с иллюстрирует интенсивность сигнала в системе обнаружения, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения, и содержащей два детектора, разнесенные на расстояние 130 см, а также обрабатывающий блок, выполненный с возможностью вычисления среднего значения сигналов, сформированных датчиками указанных двух детекторов, и коррекции среднего значения.

Осуществление изобретения

Система 1 обнаружения целевого предмета, а в частности предмета, содержащего ферромагнитный материал большого объема, такого как автоматическая винтовка (автомат), содержит:

- по меньшей мере один первый и второй детектор 10, 20, вместе образующие проход,

- по меньшей мере один обрабатывающий блок 6,

- по меньшей мере один коммуникационный интерфейс 7.

Каждый детектор 10, 20 содержит по меньшей мере один магнитный датчик 5. Следует понимать, что в данном контексте термин «магнитный» (или магнитостатический) означает пассивный сенсор, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля, которое естественным образом окружает предметы, содержащие железо или любые ферромагнитные элементы в отличие, например, от индукционной катушки.

Точнее, первый детектор 10 содержит по меньшей мере один первый магнитный датчик 5, предпочтительно по меньшей мере два датчика, к примеру, три первых магнитных датчика 5, в то время как второй детектор 20 содержит по меньшей мере один второй магнитный датчик 5. Предпочтительно, второй детектор 20 и первый детектор 10 содержат одинаковое число датчиков 5.

Каждый магнитный датчик 5 выполнен с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля. Согласно одному варианту осуществления, сигналом является напряжение, величина которого пропорциональна интенсивности обнаруженного магнитного поля.

Согласно одному варианту осуществления, каждый магнитный датчик 5 выполнен с возможностью регистрации интенсивности магнитного поля по трем ортогональным осям.

Каждый детектор 10, 20 дополнительно содержит стойку 3, выполненную с возможностью размещения на поверхности земли, например, посредством основания 4. Предпочтительно, чтобы высота стойки 3 была по существу равна среднему росту человека 2, например, составляла порядка 1,7-2,0 м.

Узел, образованный стойкой 3 и основанием 4 является передвижным, т.е. он не прикреплен однозначно к земле, и его может перемещать оператор. При необходимости каждый детектор 10, 20 может быть оснащен рукоятью, чтобы облегчить указанное перемещение. Рукоять может быть прикреплена, в частности, к основанию 4.

Магнитные датчики 5 распределены по высоте стойки 3, чтобы обеспечить обнаружение целевых предметов в промежутке между стопами и головой досматриваемых людей 2. Например, каждая стойка 3 может быть оборудована тремя магнитными датчиками 5, распределенными между основанием 4 и свободным концом стойки 3.

Наконец, в пределах одной и той же системы 1 обнаружения магнитные датчики детекторов 10, 20 расположены попарно на одной и той же высоте, так чтобы получить пары обращенных друг к другу датчиков 5.

Система 1 дополнительно содержит по меньшей мере один обрабатывающий блок 6, выполненный с возможностью приема сигналов, характеризующих интенсивность магнитного поля, сформированных первым магнитным датчиком 5, и/или вторым магнитным датчиком 5. Затем обрабатывающий блок 6 определяет скорректированное значение сигналов, сформированных магнитными датчиками 5 первого и второго детекторов 10, 20, путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным магнитным датчиком или датчиками 5, на этапе S1, и когда указанное скорректированное значение превышает заданное пороговое значение -посылает инструкции для формирования тревожного сигнала.

Согласно варианту осуществления изобретения, обрабатывающий блок 6 вычисляет среднее значение сигналов, сформированных магнитными датчиками 5 первого и второго детекторов 10, 20, а затем к этому среднему значению применяет этап коррекции. В качестве альтернативы, обрабатывающий блок 6 может сначала определить скорректированное значение указанных сигналов, а затем вычислить среднее значение указанных скорректированных значений.

Обрабатывающий блок 6 может определять среднее арифметическое значение сигналов, которое соответствует сумме значений сигналов, поделенной на число сигналов, или, как вариант, среднее геометрическое значение сигналов, которое соответствует корню квадратному из произведения сигналов.

Согласно одному варианту осуществления, обрабатывающий блок 6 может быть встроен в один из детекторов - детектор 10 или детектор 20. Предпочтительно, чтобы каждый детектор 10, 20 содержал встроенный обрабатывающий блок 6. Следует понимать, что термин «встроенный» означает, что обрабатывающий блок 6 является частью детектора 10, 20, а не отдельным компонентом, с которым соединена система 1.

В данном варианте осуществления обрабатывающий блок 6 может быть, например, прикреплен к стойке 3 соответствующего детектора, или, как вариант, к основанию 4.

Согласно варианту данного варианта осуществления, обрабатывающий блок 6 может быть расположен на расстоянии от первого и второго детектора 10, 20. Тогда детекторы 10, 20 передают в обрабатывающий блок 6 сигналы, сформированные магнитными датчиками 5 с целью их обработки посредством коммуникационного интерфейса 7.

Согласно одному варианту осуществления, обрабатывающий блок 6 может содержать:

- аналого-цифровой преобразователь АЦП (англ. A/D, Analog/Digital), выполненный с возможностью преобразования аналогового сигнала (напряжения), сформированного магнитным датчиком 5, в цифровой сигнал;

- цифровой сигнальный процессор ЦСП (англ. DSP, Digital Signal Processor), выполненный с возможностью формирования преобразованного цифрового сигнала; и

- микрокомпьютер управления системой МУС (англ. SMM, System Management Microcomputer), выполненный с возможностью приема цифрового сигнала, сформированного посредством ЦСП (англ. DSP) и его сравнения с заданным пороговым значением.

Микрокомпьютер МУС соединен по меньшей мере с одним излучателем 8, выполненным с возможностью формирования тревожного сигнала, например, с акустическим излучателем 8, выполненным с возможностью подачи акустического сигнала и/или со световым излучателем 8, выполненным с возможностью подачи оптического сигнала (светодиодом, мигающим излучателем и т.п.). Излучатель 8 может располагаться в детекторе 10, 20, или как вариант, его может носить на себе оператор (наушник и т.п.). В этом случае обрабатывающий блок 6 посылает инструкции, чтобы передать тревожный сигнал в удаленный излучатель 8 посредством коммуникационного интерфейса 7 соответствующего детектора 10, 20.

Кроме того, МУС соединен с асинхронным интерфейсом UART (универсальный асинхронный приемник/передатчик), чтобы обеспечить соединение обрабатывающего блока 6 с компьютером (или эквивалентным устройством) и дать возможность выполнения различных действий, включая управление программой обнаружения, диагностику одного или более детекторов, загрузку обновлений и т.п.

Наконец, МУС соединен с интерфейсом "человек-машина".

Каждый детектор 10, 20 системы 1 обнаружения дополнительно содержит коммуникационный интерфейс 7 выполненный так, что позволяет одному из детекторов 10, 20 системы 1 обмениваться данными с другим из детекторов 20, 10 системы 1, и передавать последнему сигнал, сформированный собственным магнитным датчиком или датчиками 5. Для каждого детектора 10, 20 коммуникационный интерфейс 7 может быть соединен либо с ЦСП (DSP) (как показано на фиг. 1) обрабатывающего блока 6 детектора 10, 20, либо с его МУС и с его излучателями 8, подающими тревожный сигнал.

Коммуникационный интерфейс 7 предпочтительно представляет собой беспроводной интерфейс для упрощения монтажа системы 1 обнаружения, например, интерфейс типа Wi-Fi или Bluetooth для обмена данными посредством оптического сигнала, радиосигнала, инфракрасного сигнала или же индуктивной связи. Как вариант, коммуникационный интерфейс может быть проводным.

В соответствующих случаях система 1 обнаружения может содержать большее число детекторов, чтобы организовать множество проходов, при этом каждый проход формируется за счет двух соседних детекторов. Предпочтительно, чтобы детекторы одной системы 1 обнаружения представляли собой практически идентичные пары.

Например, система 1 обнаружения может включать в себя третий детектор 30, содержащий по меньшей мере один третий магнитный датчик 5, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля.

Аналогичным образом, так же как первый и второй детекторы 10, 20, третий детектор 30 может включать в себя стойку 3, прикрепленную к основанию 4, и оснащенную третьим магнитным датчиком или датчиками 5, а также коммуникационным интерфейсом 7, а при необходимости обрабатывающим блоком 6.

Чтобы организовать несколько проходов, в настоящем изобретении предложено разместить рядом друг с другом первый детектор 10, второй детектор 20 и третий детектор 30, так чтобы получить два прохода. Точнее, первый проход образуется первым детектором 10 и вторым детектором 20, в то время как второй проход образуется вторым детектором 20 и третьим детектором 30. Поэтому в системе один и тот же детектор (в данном случае второй детектор 20) используется для формирования двух отдельных проходов, что позволяет значительно сократить объем системы 1 обнаружения по сравнению, например, с системой, предложенной в международной заявке WO 2017/141022. К тому же систему, соответствующую настоящему изобретению, легче устанавливать.

Как можно будет увидеть ниже, возможность такого построения обеспечивается тем фактом, что обрабатывающий блок 6 второго детектора 20, который расположен между первым детектором 10 и вторым детектором 20, может быть выполнен с возможностью как обработки сигналов, сформированных магнитным датчиком или датчиками 5 третьего детектора 30, так и для связи с первым детектором 10, так что система 1 обнаружения может определить проход, в пределах которого обнаружен целевой предмет, несмотря на то, что магнитные датчики 5 выполняют скалярное, а не векторное обнаружение.

Точнее, обрабатывающий блок 6 второго детектора 20 выполнен с возможностью:

(i) вычисления скорректированного значения (при необходимости усредненного) или среднего значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками 5; и

(ii) когда указанное вычисленное значение превышает заданное пороговое значение - передачи в обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 через коммуникационный интерфейс 7 сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля, обнаруженного вторым магнитным датчиком или датчиками 5, а также вычисленного значения.

Естественно, оператор может также использовать четыре детектора в соответствии с изобретением, чтобы организовать два прохода, при этом совместное использование второго детектора 20 для обнаружения целевых предметов необязательно.

Каждый детектор 10, 20 может дополнительно содержать средства идентификации и память, чтобы обеспечить совместную работу и связь с другими детекторами системы 1 обнаружения, а также реализацию способа S обнаружения. Например, каждому детектору 10, 20, 30 может быть присвоен адрес, который может быть задан, когда происходит изготовление детектора 10, 20, 30, или запрограммирован, когда детекторы 10, 20, 30, образующие систему 1 обнаружения, объединяются в пары. Согласно варианту осуществления изобретения, адрес каждого детектора является фиксированным, т.е. не поддается модификации, чтобы ограничить ошибки, возникающие при манипуляциях с системой 1 обнаружения, и упростить послепродажное обслуживание.

К примеру, адрес может содержать цепочку символов, которая, в частности, может быть образована заданным числом шестнадцатиричных пар, например, восемью.

Когда детекторы 10, 20, 30 системы 1 обнаружения объединяются в пары, адрес детекторов, с которыми данный детектор образует проход, сохраняется в памяти указанного данного детектора. Например, во время распределения параметров системы 1 обнаружения, в случае если система 1 содержит первый детектор 10, второй детектор 20 и третий детектор 30:

- адрес второго детектора 20 сохраняется в памяти третьего детектора 30;

- адрес первого детектора 10 и третьего детектора 30 при задании параметров системы 1 сохраняется в памяти второго детектора 20; и

- адрес второго детектора 20 сохраняется в памяти первого детектора 10.

Далее будет рассмотрен пример способа S обнаружения, при котором используется система 1 обнаружения, соответствующая изобретению и содержащая два детектора 10, 20.

Система 1 обнаружения включает в себя первый детектор 10 и второй детектор 20, содержащие соответственно два первых магнитных датчика 5 и два вторых магнитных датчика. Первые и вторые магнитные датчики 5 образуют две пары магнитных датчиков 5, причем каждая пара содержит первый датчик 5 и второй датчик 5. В предпочтительном случае пара содержит первый магнитный датчик 5 и второй магнитный датчик 5, при этом каждый из них расположен вблизи свободного конца стойки 3 первого детектора 10 и второго детектора 20, в то время как другая пара содержит первый магнитный датчик 5 и второй магнитный датчик 5, каждый из которых расположен вблизи основания 4.

Оба детектора идентичны друг другу, причем каждый содержит обрабатывающий блок 6 и коммуникационный интерфейс 7.

Естественно, в изобретение вносятся соответствующие изменения в случае, когда детекторы содержат другое число магнитных датчиков 5. В частности, детекторы могли бы содержать только один магнитный датчик 5 или более двух магнитных датчиков 5 (например, три магнитных датчика 5). Кроме того, второй детектор 20 мог бы не содержать обрабатывающего блока 6, или, как вариант, обрабатывающий блок 6 мог бы быть расположен на расстоянии от детекторов вместо того, чтобы быть размещенным в первом детекторе 10.

На предварительном этапе выполняют объединение в пару первого и второго детектора 10, 20, чтобы заставить их действовать совместно, и конфигурировать, так чтобы закрепить за каждым функцию в способе S обнаружения. Например, первый детектор 10 может быть настроен в качестве ведущего (англ. master) детектора, в то время как второй детектор 20 может быть настроен в качестве ведомого (англ. slave) детектора. Термин «ведущий детектор» данного прохода означает детектор, у которого обрабатывающий блок 6 настроен на вычисление скорректированного значения и/или среднего значения сигнала, в то время как термин «ведомый детектор» означает другой детектор в данном проходе.

На первом этапе S1 по меньшей мере один из магнитных датчиков 5 - первый или второй - формирует сигнал, характеризующий интенсивность магнитного поля.

На практике, когда происходит обнаружение магнитного поля одним из магнитных датчиков 5 системы 1 обнаружения, все магнитные датчики 5 указанной системы генерируют сигнал, характеризующий интенсивность обнаруженного магнитного поля, только мощности сигналов от каждого датчика 5 будут разными.

Сигналы, сформированные первым и вторым магнитными датчиками 5, передаются в обрабатывающий блок 6, при необходимости посредством коммуникационных интерфейсов 7 первого детектора 10 и/или второго детектора 20. В данном примере первый детектор 10 является ведущим и содержит обрабатывающий блок 6, при этом сигналы вторых магнитных датчиков 5 передаются в первый детектор 10 посредством коммуникационного интерфейса 7 второго детектора 20, в то время как сигналы первых магнитных датчиков 5 могут быть переданы туда напрямую посредством первых магнитных датчиков 5.

На этапе S3 обрабатывающий блок вычисляет скорректированное значение сигналов, сформированных каждым из магнитных датчиков 5, путем применения к указанным сигналам коэффициента ослабления. Поэтому в данном случае, обрабатывающий блок 6 вычисляет первое скорректированное значение, соответствующее первой из пар первых и вторых магнитных датчиков 5, и второе скорректированное значение, соответствующее второй из пар.

Данный так называемый этап S3 коррекции таким образом дает возможность ослаблять сигналы, формируемые магнитными датчиками 5 системы 1 обнаружения путем применения к указанным сигналам поправочного коэффициента в зависимости от значения сигналов. Точнее, назначение коррекции в том, чтобы ослаблять сигнал, когда целевой предмет находится близко к одному из детекторов 10, 20, где чувствительность выше, чтобы уменьшить «вес» сигнала при обнаружении.

Для этого во время подэтапов S31 и S32, для каждой пары магнитных датчиков 5 обрабатывающий блок 6 определяет максимальное значение и минимальное значение среди сигналов, формируемых первым магнитным датчиком 5 и вторым магнитным датчиком 5 в данное время.

Во время третьего подэтапа S33 обрабатывающий блок 6 вычисляет отношение ранее определенного максимального значения к ранее определенному минимальному значению, а затем во время четвертого подэтапа S34 сравнивает указанное отношение с заданными порогами, и на основе этого получает (определяет) значение коэффициента ослабления, который должен быть применен к значениям сигналов.

Например, обрабатывающий блок 6 может, в частности, сравнить указанное отношение с первым порогом и со вторым порогом, который выше первого порога, и получить на основе этого коэффициент ослабления. Таким образом, коэффициент ослабления может быть равен:

- первому значению, когда отношение меньше первого порога,

- второму значению, меньшему первого значения, когда отношение больше второго порога, и

- значению между первым значением и вторым значением, когда отношение лежит между первым порогом и вторым порогом. В частности, коэффициент ослабления может представлять собой линейную функцию, зависящую от отношения, когда указанное отношение лежит между первым порогом и вторым порогом.

Использование ситуации, когда указанное отношение лежит между максимальным значением и минимальным значением, позволяет определить, находится ли целевой предмет, который создает магнитное поле или возмущает электромагнитное поле Земли, близко к одному из детекторов. В данном случае значение отношения больше второго порога, и применяемый коэффициент ослабления равен второму значению, которое меньше первого значения. Напротив, когда целевой предмет находится посередине между двумя детекторами, чувствительность прохода в этой зоне более низкая. Это проявляется в том, что отношение максимального значения к минимальному значению также более низкое. Следовательно, коэффициент ослабления может быть более высоким, а результирующий коэффициент ослабления более низким.

Таким образом, достигается относительная виртуальная одинаковость двух детекторов.

В качестве примера (не носящего ограничительного характера) первый порог может быть равен 30, второй порог может быть равен 60, первое значение может быть равно 1, второе значение может быть равно 0,1, а коэффициент ослабления может быть получен по следующей формуле, когда отношение лежит между первым и вторым порогом:

-0,03*R+1,9

где R -значение отношения.

Другими словами, коэффициент ослабления может быть равен 1, когда отношение меньше 30, 0,1 когда отношение больше 60, и -0,03*R+1,9, когда отношение лежит между 30 и 60.

Согласно варианту осуществления изобретения, вместо вычисления скорректированного значения сигналов каждой пары магнитных датчиков 5, обрабатывающий блок 6 ведущего детектора может вычислить среднее значение сигналов, сформированных каждой парой магнитных датчиков 5 (этап S2). Поэтому в данном случае обрабатывающий блок 6 вычисляет первое среднее значение, соответствующее первой из пар первого и второго магнитных датчиков 5, и второе средне значение, соответствующее второй из пар.

Естественно, когда каждый из детекторов содержит только один датчик 5, обрабатывающий блок 6 на этапе S2 вычисляет только одно среднее значение, соответствующее среднему значению сигналов указанных двух магнитных датчиков 5.

Как было указано выше, обрабатывающий блок 6 может вычислять среднее арифметическое значение, или, как вариант, среднее геометрическое значение.

Согласно другому варианту, обрабатывающий блок 6 сразу вычисляет среднее значение сигналов для каждой пары магнитных датчиков 5 (этап S2) и осуществляет этап коррекции указанных сигналов (этап S3).

Для этого, после вычисления среднего значения сигналов для каждой пары магнитных датчиков 5 (этап S2), обрабатывающий блок 6 может применить коэффициент ослабления к вычисленным средним значениям (этап S3).

В качестве альтернативы, обрабатывающий блок 6 может сначала применить коэффициент ослабления к сигналам каждой пары магнитных датчиков 5 (этап S3), а затем вычислить среднее скорректированных сигналов каждой пары магнитных датчиков 5 (этап S2, применяемый к скорректированным сигналам, а не к сигналам, сформированным магнитными датчиками 5).

Коэффициент ослабления может быть идентичен коэффициенту, который был описан выше (равен первому значению, второму значению или функции отношения в соответствии со значением отношения).

Во время пятого этапа S5 обрабатывающий блок 6 сравнивает вычисленное значение с заданным пороговым значением.

Вычисленное значение, которое используется обрабатывающим блоком 6 на пятом этапе S5, может представлять собой либо скорректированное значение сигналов, сформированных парой магнитных датчиков 5, полученное на этапе S3, либо значение, усредненное и скорректированное путем применения коэффициента ослабления при осуществлении этапа S2. Когда скорректированное значение, а при необходимости - скорректированное и усредненное значение, превышает заданное пороговое значение, на шестом этапе S6 обрабатывающий блок 6 посылает инструкции по меньшей мере в один из излучателей 8 для подачи тревожного сигнала (оптического, звукового и т.п.). Предпочтительно обрабатывающий блок 6 посылает инструкции для подачи тревожного сигнала в излучатели 8 первого детектора 10 и второго детектора 20 (через коммуникационные интерфейсы 7), так что один или более тревожных сигналов подаются на обеих сторонах прохода. Как вариант, только определенный излучатель или излучатели 8 одного из детекторов 10, 20 могут принимать инструкции от обрабатывающего блока 6 для подачи тревожного сигнала.

В качестве альтернативы, когда обрабатывающий блок 6 определяет только скорректированное значение сигналов, не принимая в расчет среднее значение, на этапе S5 производится сравнение суммы скорректированных значений сигналов (а не их среднего) с заданным пороговым значением. Естественно, сигналы, формированные датчиками 5, могут сначала быть просуммированы перед применением к ним этапа S3 коррекции.

В качестве альтернативы, вместо вычисления суммы скорректированных значений сигналов, обрабатывающий блок 6 может определить максимальное значение скорректированных сигналов и сравнить, на этапе S5, определенное максимальное значение с пороговым значением. Аналогично тому, что было рассмотрено выше, можно вначале определить максимальное значение сигналов, сформированных датчиками 5, а затем применить к этому максимальному значению этап S3 коррекции.

Согласно данному варианту, обрабатывающий блок 6 сравнивает сумму скорректированных значений (или соответственно скорректированных максимальных значений) сигналов одной и той же пары магнитных датчиков 5 с заданным пороговым значением. Когда указанная сумма (или соответственно скорректированное максимальное значение) превышает заданное пороговое значение, на шестом этапе S6 обрабатывающий блок 6 посылает инструкции для подачи тревожного сигнала (оптического, звукового и т.п.) по меньшей мере в один из излучателей 8. Как было указано выше, обрабатывающий блок 6 может посылать инструкции для подачи тревожного сигнала в излучатели 8 первого детектора 10 и/или второго детектора 20.

Фиг. 8а, 8b и 8 с иллюстрируют интенсивность измеренного сигнала для четырех систем обнаружения в зависимости от расстояния до детектора (-ов).

Фиг. 8а иллюстрирует случай системы обнаружения, отвечающей существующему уровню техники, содержащей два детектора, разделенные расстоянием 130 см. На данной фигуре представленная интенсивность соответствует максимальному значению сигналов, сформированных датчиками двух детекторов.

Фиг. 8b иллюстрирует случай системы 1 обнаружения, отвечающей варианту осуществления настоящего изобретения, содержащей два детектора, разделенные расстоянием 130 см, и обрабатывающий блок. На данной фигуре представленная интенсивность соответствует среднему значению сигналов, сформированных датчиками двух детекторов.

Фиг. 8 с иллюстрирует случай системы 1 обнаружения, отвечающей варианту осуществления настоящего изобретения, содержащей два детектора, разделенные расстоянием 130 см, и обрабатывающий блок. На данной фигуре представленная интенсивность соответствует скорректированному среднему значению сигналов, сформированных датчиками двух детекторов

Из представленных кривых наглядно видно, что вычисление среднего значения, а если целесообразно - применение коэффициентов ослабления на этапе коррекции среднего значения, делает возможным выравнивание интенсивности сигнала между двумя детекторами системы обнаружения по сравнению со случаем простого определения максимальных значений сигналов (фиг. 8а).

Пример

В нижеприведенной таблице 1 представлен пример сравнения обнаружения одного и того же целевого предмета тремя конфигурациями системы обнаружения, а именно: (i) системой 1, содержащей только один детектор; (ii) системой 1, соответствующей первому варианту осуществления изобретения, содержащей два детектора, разнесенных на 130 см, с вычислением среднего значения сигналов; и (iii) системой 1, соответствующей второму варианту осуществления изобретения, содержащей два детектора, разнесенных на 130 см, с вычислением среднего значения сигналов и коррекцией указанного среднего значения для определения необходимости включения тревожного сигнала.

В данном примере чувствительность SE трех конфигураций системы обнаружения была задана на 85% (эквивалент 1400 мВ). Другими словами, чувствительность была задана так, что заданное пороговое значение равнялось 1400 мВ. Параметры систем были заданы так, чтобы при указанной чувствительности, пронос сферы диаметром 75 мм на высоте 1 м от земли не запускал никакой тревожной сигнализации, когда сферу проносили на расстоянии 65 см от одиночного детектора (первая конфигурация (i)) или по середине между двумя детекторами (вторая и третья конфигурация ((ii) (iii)). Другими словами, диаметр 75 мм это предельный диаметр обнаружения испытуемыми системами. Точнее, возмущение электромагнитного поля железной сферой диаметром 75 мм практически соответствует возмущению, которое создает в середине прохода автомат типа АК47.

В данной таблице «предельный диаметр [мм]» соответствует минимальному диаметру в миллиметрах, от которого испытуемая система 1 обнаружения выдает тревожный сигнал.

Испытания показывают, что в случае, когда система 1 обнаружения содержит два детектора образующих проход (конфигурации (ii) и (iii)), а обрабатывающий блок 6 вычисляет среднее значение сигналов, формируемых магнитными датчиками 5 указанных детекторов, система способна различать целевые предметы, магнитное поле которых эквивалентно полю железной сферы диаметром приблизительно 62 мм, и предметы меньшего размера, такие как смартфоны, даже если целевой предмет находится на расстоянии 50 см от одного из детекторов (что на практике уже весьма далеко от середины прохода; при испытании детекторы были разнесены на 130 см друг от друга).

В случае, когда обрабатывающий блок 6 системы 1 обнаружения дополнительно применяет этап S2 коррекции к среднему значению сигналов (конфигурация (iii)), система 1 обнаружения дополнительно способна различать целевые предметы с магнитным полем, которое эквивалентно полю железной сферы диаметром приблизительно 64 мм, даже если целевой предмет находится на расстоянии 25 см от одного из детекторов (т.е. очень близко к детектору, поскольку расстояние между детекторами при этом испытании составляет 130 см).

Следовательно, системы обнаружения, соответствующие настоящему изобретению, (конфигурации (ii) и (iii)), способны различать предметы небольшого размера даже если эти предметы содержат магнитные компоненты (например, смартфоны) и целевые предметы большого объема, такие как автоматические винтовки, даже если досматриваемое лицо проходит не посередине между детекторами.

Изобретение также относится к случаю, когда система 1 обнаружения содержит ряд детекторов, число которых равно трем или более трех, так что образовано множество проходов, причем два соседних прохода совместно используют один и тот же детектор. Далее будет описан пример способа обнаружения целевого предмета, при котором используется такая система 1 обнаружения.

Система обнаружения 1 включает в себя три детектора, каждый из которых содержит два магнитных датчика 5 (фиг. 3). Другими словами, система 1 обнаружения включает в себя первый, второй и третий детекторы 10, 20, 30, содержащие соответственно два первых, два вторых и два третьих магнитных датчика 5. Второй детектор 20 образует первый проход с первым детектором 10, и второй проход с третьим детектором 30. Следовательно, второй детектор 20 расположен между первым детектором 10 и третьим детектором 30.

Данные три детектора идентичны, и поэтому каждый содержит обрабатывающий блок 6 и коммуникационный интерфейс 7. Естественно, обрабатывающий блок 6, как вариант, мог бы быть расположен на расстоянии от детекторов, а не встроен в детекторы. В этом случае, сигналы, сформированные магнитными датчиками 5 данного детектора, передаются на выносной обрабатывающий блок 6 посредством коммуникационных интерфейсов 7 детекторов, так что обрабатывающий блок применяет к сигналам алгоритм обнаружения, а затем передает какие-либо инструкции для формирования тревожного сигнала излучателям 8 детекторов через их детекторы, через их соответствующие коммуникационные интерфейсы.7

Естественно, с соответствующими изменениями изобретение применимо в случае, когда система содержит только два детектора, которые вместе образуют один проход, или большее число детекторов (например, n детекторов, где n - целое число), которые вместе образуют (n-1) проходов. Кроме того, детекторы могли бы содержать только один магнитный датчик 5 или более двух магнитных датчиков 5 (например, три магнитных датчика 5).

На предварительном этапе выполняют объединение в пары первого, второго и третьего детекторов 10, 20, 30 чтобы заставить их действовать совместно, и конфигурировать, так чтобы закрепить за каждым функцию в способе S обнаружения. Например, для первого прохода первый детектор 10 может быть настроен в качестве ведущего детектора, в то время как детектор 20 - в качестве ведомого детектора. Для второго прохода детектор 20 настраивают в качестве ведущего детектора, в то время как детектор 30 - в качестве ведомого детектора. Во время объединения в пары средства идентификации каждого детектора системы (обычно их адрес) также вводят и сохраняют в памяти каждого из соседних детекторов. Таким образом, средства идентификации первого детектора 10 вводят во второй детектор 20, в то время как средства идентификации второго детектора 20 вводят в первый детектор 10, чтобы обеспечить возможность их работы в паре. Аналогично, средства идентификации второго детектора 20 вводят в третий детектор 30, в то время как средства идентификации третьего детектора 30 вводят во второй детектор 20.

На первом этапе по меньшей мере один из магнитных датчиков 5 - первый, второй или третий - регистрирует магнитное поле и формирует сигнал, характеризующий интенсивность обнаруженного магнитного поля.

На практике все магнитные датчики 5 одного и того же прохода непрерывно или периодически генерируют сигнал, характеризующий интенсивность обнаруженного магнитного поля, только мощность сигналов от каждого датчика 5 будет разной.

Далее, для иллюстрации этапов способа S будет рассмотрен пример, в котором сигнал формируется двумя вторыми магнитными датчиками 5 и двумя третьими магнитными датчиками 5.

Сигналы, сформированные магнитными датчиками 5, затем передаются в обрабатывающий блок 6 ведущего детектора рассматриваемого прохода, при необходимости посредством коммуникационных интерфейсов 7. В рассматриваемом примере сигнал, сформированный третьими магнитными датчиками 5, передается посредством коммуникационного интерфейса 7 третьего детектора 30 в обрабатывающий блок 6 второго детектора 20. Сигнал, сформированный вторыми магнитными датчиками 5, сам по себе передается напрямую в обрабатывающий блок 6 второго детектора 20 (при этом следует помнить, что этот сигнал передавался бы через коммуникационный интерфейс 7, если бы обрабатывающий блок 6 был внешним).

На втором этапе обрабатывающий блок 6 ведущего детектора рассматриваемого прохода (в данном случае второго детектора 20) вычисляет скорректированное значение (этап S3) сигналов, сформированных каждым из магнитных датчиков 5, путем применения к указанным сигналам коэффициента ослабления. Поэтому в данном случае обрабатывающий блок 6 вычисляет первое скорректированное значение, соответствующее первой из пар второго и третьего магнитных датчиков 5, и второе скорректированное значение, соответствующее второй из указанных пар.

Затем обрабатывающий блок 6 вычисляет значение, соответствующее сумме значений скорректированных сигналов (или, как вариант, определяет максимальное значение скорректированных сигналов для каждой пары датчиков 5). Данный этап коррекции уже был рассмотрен выше в отношении подэтапов S31-S35, и далее подробно рассматриваться не будет.

В качестве альтернативы, вместо вычисления скорректированного значения сигналов каждой пары магнитных датчиков 5 обрабатывающий блок 6 может вычислять среднее значение сигналов PGS[2,3] (англ. PGS, Pair Gate Signal - сигнал пары датчиков прохода), сформированных каждой парой магнитных датчиков 5. Следовательно, в данном случае обрабатывающий блок 6 вычисляет первое среднее значение, соответствующей первой из пар вторых и третьих магнитных датчиков 5, и второе среднее значение, соответствующее второй из пар.

Естественно, когда каждый детектор содержит только один датчик 5, обрабатывающий блок 6 вычисляет только одно среднее значение, соответствующее среднему значению сигналов указанных двух магнитных датчиков 5.

Как указывалось выше, обрабатывающий блок 6 может вычислять среднее арифметическое значение сигналов или, как вариант, среднее геометрическое значение.

В ином варианте, обрабатывающий блок 6 может сразу вычислять среднее значение сигналов для каждой пары магнитных датчиков 5, и реализовать этап коррекции сигналов, как было описано выше, так чтобы получить скорректированное среднее значение.

Аналогично тому, что было описано выше, этап S2 коррекции может быть применен либо к сигналам, формируемым датчиками 5, или к сумме сигналов (или к их максимальному значению), либо же к среднему значению сигналов.

На третьем этапе, когда одно из значений PGS[2,3], вычисленных на втором этапе, превышает заданное пороговое значение, обрабатывающий блок 6 второго детектора 20 передает в обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 с одной стороны указанное вычисленное значение PGS[2,3], а с другой стороны - сигналы, сформированные его вторыми магнитными датчиками 5.

На четвертом этапе, одновременно с третьим этапом, обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 вычисляет значение PGS[1,2] на основе сигналов, сформированных для каждой пары магнитных датчиков 5 первого прохода. Вычисление указанного значения, выполняемое обрабатывающим блоком 6 первого детектора 10, такое же, что и вычисление, выполняемое обрабатывающим блоком 6 второго детектора 20. Другими словами, когда один из ведущих детекторов вычисляет скорректированное значение (соответствующее сумме скорректированных значений, максимальному скорректированному значению, или же соответственно скорректированному и усредненному значению), другие ведущие детекторы выполняют такое же вычисление (суммы скорректированных значений, максимального скорректированного значения, или же соответственно скорректированного и усредненного значения).

В данном случае, обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 вычисляет, например, первое скорректированное среднее значение, соответствующее первой из пар первого и второго магнитных датчиков 5, и второе скорректированное среднее значение, соответствующее второй паре, так чтобы получить скорректированные средние значения сигналов.

Когда значение PGS[1,2], вычисленное первым детектором 10, меньше заданного порогового значения, обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 не передает никаких инструкций в излучатели 8 первого детектора 10 или второго детектора 20 для формирования тревожного сигнала

С другой стороны, когда значение PGS[1,2], вычисленное первым детектором 10, больше заданного порогового значения, на пятом этапе обрабатывающий блок 6 первого детектора 10, как ведущего детектора первого прохода, определяет, был ли обнаружен целевой предмет в первом проходе (который образован первым и вторым детекторами 10, 20) или во втором проходе (который образован вторым и третьим детекторами 20, 30).

Для этого обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 сравнивает значения PGS[2,3] (сумму скорректированных значений, скорректированные максимальные значения или же скорректированные и усредненные значения), вычисленные вторым детектором 20 со значениями PGS[1,2], вычисленными первым детектором 10.

С этой целью, на первом подэтапе обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 умножает значение PGS[2,3], вычисленное на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками 5, на заранее заданный коэффициент Ks безопасности: Ks*PGS[2,3]. Коэффициент безопасности больше или равен 1, например, равен 1,5 или 2.

Параллельно, на втором подэтапе, обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 умножает значение PGS[1,2], вычисленное на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками 5, на заранее заданный коэффициент Ks безопасности: Ks*PGS[1,2].

На третьем подэтапе первый детектор 10 сравнивает значение PGS[1,2] со значением Ks*PGS[2,3], которое детектор вычислил на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками 5. Если значение PGS[1,2], вычисленное на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками 5, меньше значения Ks*PGS[2,3], полученного путем умножения коэффициента безопасности Ks на значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками 5 (т.е., если PGS[1,2]<Ks*PGS[2,3]), обрабатывающий блок 6 первого детектора 10 аннулирует инструкции или не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 первого и второго детекторов 10, 20.

Параллельно, на четвертом подэтапе, второй детектор 20 сравнивает значение PGS[2,3] со значением Ks*PGS[1,2], полученным путем умножения Ks на значение сигналов, сформированных первым и вторым датчиками 5. Если значение PGS[2,3], вычисленное на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками 5, меньше значения Ks*PGS[1,2], полученного путем умножения коэффициента Ks безопасности на значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками 5 (т.е., если PGS[2,3]<Ks*PGS[1,2]) обрабатывающий блок 6 второго детектора 20 аннулирует инструкции или не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 второго и третьего детекторов 20, 30. В противном случае, если PGS[2,3]>Ks*PGS[1,2], второй детектор 20 посылает инструкции для передачи тревожного сигнала излучателям 8 второго детектора 20 и третьего детектора 30.

Оператор может легко определить проход (в данном случае второй), в котором обнаружен целевой предмет.

Следует отметить, что применение коэффициента Ks безопасности при сравнении значений, вычисленных детекторами, с любой стороны заданного прохода, создает запас при обнаружении целевых предметов и снижает риск ложных срабатываний сигнализации.

Таким образом, передача ведомым детектором прохода в адрес ведущего детектора прохода вычисленного значения (суммы скорректированных значений, скорректированных максимальных значений, или же скорректированного и усредненного значения) для соседнего прохода, для которого тот же детектор является ведущим, позволяет определять местоположение целевого предмета, который был обнаружен. Следует помнить, что результат обнаружения предмета посредством магнитных датчиков 5 является скалярной величиной, и что детектор, который совместно используется для двух соседних проходов (в данном случае второй детектор 20) не способен определить, с какой стороны расположен обнаруженный целевой предмет.

Способ S обнаружения может быть обобщен, чтобы охватить любую систему 1 обнаружения, содержащую m детекторов, где m больше или равно 4, таким образом, чтобы образовать m-1 проходов, и чтобы у двух соседних проходов был один и тот же общий детектор.

Тогда способ S обнаружения содержит этапы, такие же, как те, что были описаны выше в отношении системы 1 обнаружения с тремя детекторами. Однако, в данном случае, когда детектор n-1 вычисляет значение PGS[n-1; n] большее, чем заданное пороговое значение AT, способ S обнаружения содержит дополнительно к этапам сравнения значения PGS[n-1; n] со значением, вычисленным детектором n-2 (PGS[n-2; n-1]), этап сравнения данного значения PGS[n-1; n] со значением, вычисленным детектором n (PGS[n; n+1]), чтобы определить проход, в котором был обнаружен целевой предмет (см. фиг 7). При необходимости, на этапе сравнения к значению PGS[n; n+1] применяется коэффициент Ks (Ks>1) безопасности.

Например, детектор n-1 вычисляет данное значение PGS[n-1; n], обычно скорректированное среднее значение на основе сигналов, сформированных магнитными датчиками 5 детекторов n и n-1. Детектор n-1 (как ведомый детектор) затем посылает это вычисленное значение PGS[n-1; n] в детектор n-2 (как ведущий детектор), а также значения сигналов, сформированных магнитными датчиками 5. Детектор n-2 затем вычисляет PGS[n-2; n-1], в данном случае скорректированное среднее значение на основе значений сигналов, сформированных магнитными датчиками 5 детекторов n-2 и n-1. Таким же образом детектор n (как ведомый детектор детектора n-1) вычисляет и посылает вычисленное значение PGS[n; n+1] в детектор n-1, а также значения сигналов, формированных магнитными датчиками 5. Если значение, вычисленное детектором n-2 (как ведущим детектором) больше заданного порогового значения, то:

- детектор n-2:

• умножает значение PGS[n-1; n], вычисленное и переданное детектором n-1, на коэффициент Ks безопасности и

• сравнивает значение PGS[n-2; n-1], которое детектор вычислил со значением Ks*PGS[n-1; n], которое детектор получил умножением. Если значение PGS[n-2; n-1], которое детектор вычислил, меньше значения, вычисленного детектором n-1 и умноженного на коэффициент Ks (т.е., если PGS[n-2; n-1]<Ks*PGS[n-1; n], детектор n-2 делает вывод, что никакого тревожного сигнала не должно быть сформировано от прохода, который образован детекторами n-2 и n-1. Поэтому, детектор n-2 не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 детекторов n-2 и n-1 (или при необходимости аннулирует инструкции для запуска тревожного сигнала).

- детектор n-1 параллельно:

• умножает значение PGS[n-2; n-1], вычисленное и переданное детектором n-2, на коэффициент Ks безопасности и

• сравнивает значение PGS[n-1; n], которое детектор вычислил со значением Ks*PGS[n-2; n-1], которое детектор получил умножением.

Если значение PGS[n-1; n], которое детектор вычислил, меньше значения, вычисленного детектором n-2 и умноженного на коэффициент Ks (т.е., если PGS[n-1; n]<Ks*PGS[n-2; n-1], детектор n-1 делает вывод, что никакого тревожного сигнала не должно быть сформировано от прохода, который образован детекторами n-1 и n. Поэтому, детектор n-1 не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 детекторов n-1 и n (или при необходимости аннулирует инструкции для запуска тревожного сигнала).

• умножает значение PGS[n; n+1], вычисленное и переданное детектором n, на коэффициент Ks безопасности и

• сравнивает значение PGS[n-1; n], которое детектор вычислил со значением Ks*PGS[n; n+1], которое детектор получил умножением.

Если значение PGS[n-1; n], которое детектор вычислил, меньше значения, вычисленного детектором n и умноженного на коэффициент Ks (т.е., если PGS[n-1; n]<Ks*PGS[n; n+1], детектор n-1 делает вывод, что никакого тревожного сигнала не должно быть сформировано от прохода, который образован детекторами n-1 и n. Поэтому, детектор n-1 не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 детекторов n-1 и n (или при необходимости аннулирует инструкции для запуска тревожного сигнала).

- детектор n параллельно:

• умножает значение PGS[n-1; n], вычисленное и переданное детектором n-1, на коэффициент Ks безопасности и

• сравнивает значение PGS[n; n+1], которое детектор вычислил со значением Ks*PGS[n-1; n], которое детектор получил умножением.

Если значение PGS[n; n+1], которое детектор вычислил, меньше значения, вычисленного детектором n-1 и умноженного на коэффициент Ks (т.е., если PGS[n; n+1]<Ks*PGS[n-1; n], детектор n делает вывод, что никакого тревожного сигнала не должно быть сформировано от прохода, который образован детекторами n и n+1. Поэтому, детектор n не посылает никаких инструкций для формирования тревожного сигнала излучателями 8 детекторов n и n+1 (или при необходимости аннулирует инструкции для запуска тревожного сигнала).

Следует отметить, что, когда соседние проходы не используют совместно один и тот же детектор, а каждый проход образован двумя отдельными детекторами, обнаружение в пределах каждого прохода выполняется парами детекторов. Таким образом, детекторы данного прохода не обязательно ведут обмен данными с детекторами соседнего прохода. Это потому, что каждый проход может работать независимо, поскольку не обязательно определять проход, через который пронесли целевой предмет.

Изобретение относится к обнаружению предметов, содержащих намагниченные или ферромагнитные компоненты. Сущность: система обнаружения (1) содержит первый и второй детекторы (10, 20), которые содержат магнитные датчики (5), выполненные с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля; обрабатывающий блок (6), выполненный с возможностью приема сигналов, характеризующих интенсивность магнитного поля и обнаруженных указанными датчиками (5); и коммуникационный интерфейс (7), выполненный с возможностью передачи сигналов, сформированных магнитными датчиками (5), в обрабатывающий блок (6). Обрабатывающий блок (6) дополнительно выполнен с возможностью определения скорректированного значения сигналов путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным магнитным датчиком или датчиками формируемых магнитными датчиками (5) первого и второго детекторов (10, 20), и с возможностью передачи инструкций для формирования тревожного сигнала, когда указанное скорректированное значение превышает заданное пороговое значение. Технический результат: возможность надежно различать небольшие предметы, содержащие магнитные компоненты. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система (1) обнаружения целевого предмета, содержащего намагниченные или ферромагнитные компоненты, содержащая:

первый детектор (10), содержащий по меньшей мере один первый магнитный датчик (5), выполненный с возможностью формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля,

второй детектор (20), отдельный от первого детектора (10), содержащий по меньшей мере второй магнитный датчик (5), выполненный с возможностью формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля,

и обрабатывающий блок (6), выполненный с возможностью приема сигналов, характеризующих интенсивность магнитного поля, обнаруженного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5),

отличающаяся тем, что:

она дополнительно содержит по меньшей мере один коммуникационный интерфейс (7), выполненный с возможностью передачи сигнала, сформированного первым и вторым магнитными датчиками (5), в обрабатывающий блок (6),

при этом обрабатывающий блок (6) выполнен с возможностью определения скорректированного значения сигналов, сформированных магнитными датчиками (5) первого и второго детекторов (10, 20), путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным магнитным датчиком или датчиками (5), и передачи инструкций для формирования тревожного сигнала, когда указанное скорректированное значение превышает заданное пороговое значение,

причем для реализации указанной возможности определения скорректированного значения сигналов обрабатывающий блок (6) выполнен с возможностью осуществления следующих подэтапов:

S31: определение максимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5),

S32: определение минимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5),

S33: вычисление отношения ранее определенного максимального значения к ранее определенному минимальному значению,

S34: сравнение указанного отношения с первым порогом и вторым порогом, причем второй порог выше первого порога,

и S35: определение коэффициента ослабления, при этом коэффициент ослабления равен:

первому значению, когда указанное отношение меньше первого порога,

второму значению, отличающемуся от первого значения, когда указанное отношение больше второго порога, и

значению между первым значением и вторым значением, когда указанное отношение лежит между первым порогом и вторым порогом.

2. Система (1) обнаружения по п. 1, в которой коммуникационный интерфейс (7) представляет собой беспроводной коммуникационный интерфейс (7).

3. Система (1) обнаружения по любому из пп. 1 или 2, в которой первый и второй детекторы (10, 20) являются передвижными.

4. Система (1) обнаружения по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая третий детектор (30), причем:

- третий детектор (30) содержит по меньшей мере один третий магнитный датчик (5), выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля,

- первый детектор (10) и второй детектор (20) образуют первый проход, а второй детектор (20) и третий детектор (30) вместе образуют второй проход.

5. Система (1) обнаружения по п. 4, в которой:

- в каждом из первого и второго детекторов (10, 20) размещен обрабатывающий блок (6), при этом

- обрабатывающий блок (6), размещенный во втором детекторе (20), выполнен с возможностью, с одной стороны, вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных магнитными датчиками (5) второго и третьего детекторов (20, 30), путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным вторым и третьим магнитными датчиками (5), а с другой стороны, передачи в обрабатывающий блок (6) первого детектора (10) через коммуникационный интерфейс (7) сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля, обнаруженного вторым магнитным датчиком (5), и вычисленного скорректированного значения сигналов.

6. Способ (S) обнаружения целевого предмета, содержащего намагниченные или ферромагнитные компоненты, с применением системы (1) обнаружения, охарактеризованной в любом из пп. 1-5, содержащий следующие этапы:

S1: формирование, посредством первого и второго магнитных датчиков (5), сигнала, характеризующего интенсивность магнитного поля;

S3: вычисление скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками (5), путем применения коэффициента ослабления к сигналам, сформированным магнитным датчиком или датчиками (5) на этапе S1;

и S4: сравнение указанного скорректированного значения с заданным пороговым значением; и

S5: передачу инструкций для формирования тревожного сигнала, когда скорректированное значение превышает заданное пороговое значение.

7. Способ (S) обнаружения по п. 6, в котором вычисление скорректированного значения дополнительно включает вычисление усредненного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками.

8. Способ (S) обнаружения по п. 6, в котором коэффициент ослабления представляет собой линейную функцию, зависящую от отношения максимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5), к минимальному значению сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5), когда указанное отношение лежит между первым порогом и вторым порогом.

9. Способ (S) обнаружения по любому из пп. 6-8, в котором первое значение равно 1, второе значение равно 0,1, а коэффициент ослабления определяют из следующего выражения, когда отношение максимального значения сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5), к минимальному значению сигнала, сформированного первым магнитным датчиком (5) и вторым магнитным датчиком (5), лежит между первым порогом и вторым порогом:

,

где R - значение отношения.

10. Способ (S) обнаружения по любому из пп. 6-9, в котором первый детектор (10) содержит по меньшей мере два первых магнитных датчика (5), а второй детектор (20) содержит по меньшей мере два вторых магнитных датчика (5), причем каждый первый магнитный датчик (5) связан с определенным вторым магнитным датчиком (5) так, чтобы образовать пару, при этом этапы S1-S4 применяют к каждой паре.

11. Способ (S) обнаружения по любому из пп. 6-10, в котором система (1) обнаружения дополнительно содержит третий детектор (30), содержащий по меньшей мере один третий магнитный датчик (5), выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, при этом способ (S) дополнительно содержит, перед этапом S5 передачи инструкций для формирования тревожного сигнала, этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), путем применения коэффициента ослабления к указанным сигналам, сформированным вторым и третьим магнитными датчиками (5).

12. Способ (S) обнаружения по п. 11, дополнительно содержащий, после этапа вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), этап определения, на основе скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками (5), и скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), прохода или проходов, образованных первым детектором (10) и вторым детектором (20), с одной стороны, и вторым детектором (20) и третьим детектором (30), с другой стороны, в которых было обнаружено магнитное поле.

13. Способ (S) обнаружения по п. 12, в котором этап определения прохода или проходов содержит следующие подэтапы:

- умножение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков (5), на коэффициент (Ks) безопасности,

- сравнение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками (5), со скорректированным значением, вычисленным на основе сигналов второго и третьего датчиков (5) и умноженным на коэффициент (Ks) безопасности,

- умножение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов первого и второго датчиков (5), на коэффициент (Ks) безопасности,

- сравнение скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков (5), со скорректированным значением, вычисленным на основе сигналов первого и второго датчиков (5) и умноженным на коэффициент (Ks) безопасности.

14. Способ (S) обнаружения по п. 13, в котором:

- этап S5 реализуют только в соответствии с первым и вторым детекторами (10, 20), если скорректированное значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных первым и вторым датчиками (5), больше скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков (5) и умноженного на коэффициент (Ks) безопасности,

- этап S5 реализуют только в соответствии со вторым и третьим детекторами (20, 30), если скорректированное значение, вычисленное на основе сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками (5), больше скорректированного значения, вычисленного на основе сигналов второго и третьего датчиков (5) и умноженного на коэффициент (Ks) безопасности.

15. Способ (S) обнаружения по любому из пп. 12-14, в котором первый детектор (10) и второй детектор (20) каждый содержит обрабатывающий блок (6), причем:

- этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), выполняют посредством обрабатывающего блока (6) второго детектора (20),

- этап вычисления скорректированного значения сигналов, сформированных первым и вторым магнитными датчиками (5), выполняют посредством обрабатывающего блока (6) первого детектора (10), и

- этап определения пары или пар детекторов (10, 20, 30), которые обнаружили магнитное поле, выполняют посредством обрабатывающего блока (6) второго детектора (20) и посредством обрабатывающего блока (6) первого детектора (10).

16. Способ (S) обнаружения по п. 13, в котором система (1) обнаружения дополнительно содержит четвертый детектор (n+1), содержащий по меньшей мере один четвертый магнитный датчик (5), выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля и формирования сигнала, характеризующего интенсивность обнаруженного магнитного поля, при этом способ (S) обнаружения дополнительно содержит следующие подэтапы:

- вычисление скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками (5), путем применения коэффициента ослабления к указанным сигналам, сформированным третьим и четвертым магнитными датчиками (5).

- умножение скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками (5), на коэффициент (Ks) безопасности,

- сравнение скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками, со скорректированным значением сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками (5), и умноженным на коэффициент (Ks) безопасности,

- сравнение скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым датчиками, со скорректированным значением сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), и умноженным на коэффициент (Ks) безопасности,

- определение пары или пар детекторов среди первого, второго, третьего и четвертого детекторов (10, 20, 30, n+1), в которых было обнаружено магнитное поле.

17. Способ (S) обнаружения по п. 16, в котором

- этап S5 реализуют только в соответствии со вторым и третьим детекторами (20, 30), если скорректированное значение сигналов, сформированных вторым и третьим датчиками, больше скорректированного значения сигналов, сформированных третьим и четвертым магнитными датчиками (5), и умноженного на коэффициент (Ks) безопасности, и

- этап S5 реализуют только в соответствии с третьим и четвертым детекторами (30, n+1), если скорректированное значение сигналов, сформированных третьим и четвертым датчиками, больше скорректированного значения сигналов, сформированных вторым и третьим магнитными датчиками (5), и умноженного на коэффициент (Ks) безопасности.