Пассивный терагерцовый досмотровый комплекс

Полезная модель - Пассивный терагерцовый досмотровый комплекс (устройство), относится к устройствам, предназначенным для пассивного сканирования в целях досмотра людей, в том числе полноростового, использующим пассивное миллиметровое или субмиллиметровое (терагерцовое) излучение, имеющим высокое разрешение. Данное устройство предназначено для решения задач:

1) Дистанционной идентификации лиц проходящих людей и локализации мест расположения запрещенных веществ и предметов при их скрытном проносе в элементах одежды, с привязкой таких веществ и предметов к месту нахождения 2) Отображения прямого (в ТГц диапазоне) и комбинированного (сделанного средствами видеонаблюдения и с изображением от пассивной терагерцовой камеры) изображений досматриваемого объекта на персональном компьютере, с представлением результата досмотра оператору на мониторе персонального компьютера. 3) Обнаружения запрещенных предметов из черных и цветных металлов: Областью применения устройства являются контрольно-пропускные пункты охраняемых объектов и территорий, объектов инфраструктуры. Устройство содержит три детектора пассивного излучения размещенных в одном корпусе с выводами информационных каналов от каждого детектора отдельно. Детекторами устройства являются: пассивная терагерцовая камера, работающая в терагерцовом диапазоне 250+/-20 ГГц; пассивная тепловизионная камера, работающая в инфракрасном диапазоне 8-14 мкм, и видеокамера, работающая в видимом диапазоне электромагнитных волн. Как показано на фиг.1, каждый детектор имеет свой канал передачи информации для последующей компьютерной обработки. Передача данных осуществляется по протоколу TCP/IP, технология передачи Etnernet 100 Мбит (по кабельной сети). При совмещении всех грех способов сканирования в одном устройстве достигается необходимый уровень качества дистанционного досмотра объекта и передача изображения по трем каналам: от ТГц камеры, тепловизионной камеры и видеокамеры, что позволяет сформировать два вида изображений: прямое изображение от ТГц камеры и комбинированное от всех трех камер, позволяющее получить изображение досматриваемого объекта в привычном виде, с расположенными на нем запрещенными предметами также в их обычном виде. Устройство может работать как автономно, так и в составе интегрированного комплекса технических средств охраны. Устройство может крепиться на стене, на потолке или размещаться на полу с фиксацией на треноге.

Заявляемая полезная модель - Пассивный терагерцовый досмотровый комплекс (далее - Устройство), относится к устройствам, предназначенным для пассивного сканирования в целях досмотра людей, в том числе полноростового, использующим пассивное миллиметровое или субмиллиметровое (терагерцовое) излучение, имеющим высокое разрешение.

Из предшествующего уровня техники известны:

Система, метод, прибор и аппарат, пригодный, чтобы определить, что одетый человек несет подозрительные, скрытые объекты. Это определение включает в себя создание данных, соответствующих образу личности путем получения изображения с использованием электромагнитного излучения в диапазоне от 200 МГц до 1 ТГц. В одной форме изображения отображаются данные, соответствующие интенсивности отраженного излучения и дифференцированные по глубине отражающей поверхности, получены и обработаны для выявления подозрительных, скрытых объектов. (Патент США US 2004140924 А1 «Обнаружение скрытого объекта», МПК G01S 13/88; G01S 13/89; G01S 7/20 G01S 7/41; G01S 13/34; G01S 7/35; G01S 13/00; G01S 7/02; G01S 7/04; (IPC1-7): G01S 13/04, опубликовано 22.07.2004 г.)

Также известно устройство Система обнаружения контрабанды, которая подходит для обнаружения скрытой неметаллической контрабанды, такой как керамические или пластиковые виды оружия или наркотики, которые несут лица. Болванки улавливания источников квази-когерентного излучения миллиметрового диапазона расположены таким образом, чтобы равномерно осветить поле зрения. В предпочтительном варианте излучения источников, линейно поляризованных в одной плоскости, таким образом, что поляризация излучения по отношению к плоскости, в которой линейно поляризованного излучения преимущественно полученные детекторов можно управлять. Для обнаружения диэлектрических объектов, таких как керамические виды оружия или наркотиков, эти плоскости поляризации должны быть ортогональны друг другу. Детектор, направлен на массив, который не требует сканирования для создания образа по всему полю зрения; таим образом, чтобы сигнал, улавливаемый от каждого элемента детектором соответствует уровню излучения, отраженного от объектов в одной части поля зрения. В режиме реального времени изображение скрытых диэлектрических и металлических предметов, таким образом, становится возможным. (см. Патент США US 5227800 A1, МПК G01S 13/06; G01S 13/34; G01S 13/89; G01S 7/02; G01S 7/03; G01S 7/41; G01V 8/00; H01Q 1/24; H01Q 13/08; H01Q 15/24; H01Q 3/46; G01S 13/00 G01S 7/02 G01S 7/03; G01V 8/00; H01Q 1/24; H01Q 13/08; H01Q 15/00 H01Q 3/00; (IPC1-7): G01S 13/89; H01L 27/146, опубликовано 13.07.1993 г.)

Также известно устройство - трансивер способный обрабатывать сигналы, имеющее длину волн менее чем на 1 миллиметр и/или более, чем на 1 миллиметр, включающий преобразователь частоты/фильтр в сочетании в одной конструкции, инфракрасный фильтр, преобразователь частоты/фильтр находится в пределах блока преобразователя частоты для приема входящих сигналов поступающих в один или более входных сенсоров волн с дальнейшим согласованием полученных данных. Инфракрасный фильтр также размещен в блоке преобразователя частоты, но позиционируется ортогонально относительно преобразователя частоты/фильтра для эффективного использования пространства. Данный трансивер способен обрабатывать субмиллиметровые сигналы, а также сигналы, имеющие длину волны от одного миллиметра или более. Преобразователь частоты/фильтр в сборе в сочетании с антенной, которая дает возможность приема и/или передачи сигналов. Трасивер работает в двух режимах. Первый управляемый режим-пассивный режим, когда трансивер имеет возможность обрабатывать сигналы исходили из объектов и/или лица, и использовать сказал обработанных сигналов для создания, например, определенные типы изображений этих объектов и/или лиц. Во втором контролируемом режиме работы, т.е., в активном режиме трансивер способен одновременно передавать и получать сигналы. (см. патент США US 2009065696 А1, МПК H04B 1/38, опубликовано 18.01.2011 г.).

Наиболее близким к заявленному устройству аналогом по своей технической сущности является система обнаружения и идентификации скрытых объектов с использованием субмиллиметровых и ультразвуковых волн. Активная и пассивная системы с использованием волн субмиллиметрового диапазона и ультразвуковых волн могут быть использованы для обнаружения скрытого объекта, такого как скрытый под одеждой предмет, и определить свойства материала объекта. Скрытая система обнаружения объекта может включать в себя антенну, настроенную на прием радиосигнала в диапазоне длин волн субмиллиметрового диапазона. Радиочастотный сигнал, будучи испускаемым объектом, улавливается детектором, настроенным на прием и пригодным для преобразования сигнала излучения в электрический сигнал. Интегратор сигналов настроен на интеграцию получаемых электрических сигналов и предоставляет интегрированные сигналы во время наблюдений, при этом процессор настроен для извлечения информации об объекте из интегрированных сигналов. Устройство указания цели служит для указания на обнаруженный объект и материальные свойства обнаруженного объекта на основе извлеченного объема информации об объекте наблюдения.. Извлеченная информация может включать изображения объекта данных и данных идентификации материала объекта. (см. междунароный патент WО 2009131808 А2, МПК (G06F 19/00; опубликовано 29.10.2009 г.)

Недостатками известных устройств являются невозможность автономной их работы, невысокая производительность, сложность процедуры досмотра контролируемых объектов, необходимость использования активной подсветки объектов сканирования, отсутствие решения выполненного в виде одного устройства, сочетающего возможность получения разных видов изображения от сканируемого объекта, отсутствие возможности по использованию одного устройства или нескольких устройств в виде комплекса.

Техническим результатом, получение которого обеспечивает предлагаемое устройство, является: автономное (без участия человека, выполняемое только силами устройства) пассивное (не допускающее использования активной подсветки, т.е. для создания изображения используется собственное тепловое излучение человека и объектов сканирования в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне электромагнитных волн) полноростовое сканирование и распознавание предметов и веществ, скрытно проносимых людьми. К числу предметов и веществ относятся пластиковые, композитные, керамические, металлические предметы, а также вещества, которые могут быть использованы террористами-смертниками (включая жидкие взрывчатые вещества). Возможна локализация мест проноса контрабанды, например скрытых наркотических веществ, которые не удалось обнаружить при помощи металлоискателей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство выполненное в одном корпусе (моноблок) по форме параллелепипеда, содержит в себе три детектора пассивного излучения: это пассивная терагерцовая камера, работающая в терагерцовом диапазоне 250+/-20 ГГц; пассивная тепловизионная камера, работающая в инфракрасном диапазоне 8-14 мкм, и видеокамера, работающая в видимом диапазоне электромагнитных волн, а также коммутатор Ethernet. Электропитание устройства осуществляется от внешнего источника бесперебойного электроснабжения. Каждая камера имеет свой канал передачи информации. Данные полученные по каналам терагерцовой камеры, телпловизионной камеры и видеокамеры поступают на коммутатор Ethernet. Передача данных осуществляется по протоколу TCP/IP, технология передачи Ethernet 100 Мбит (по кабельной сети) на персональный компьютер оператора для дальнейшей интерпретации изображения. При совмещении всех трех способов сканирования в одном устройстве достигается необходимый уровень качества дистанционного досмотра объекта и передача изображения по трем каналам: от пассивной терагерцовой камеры, от пассивной тепловизионной камеры и от видеокамеры, что позволяет сформировать два вида изображений: прямое изображение от ТГц камеры и комбинированное от всех трех камер, позволяющее получить изображение досматриваемого объекта в привычном виде, с расположенными на нем запрещенными предметами также в их обычном виде. Устройство позволяет в автоматическом, и контролируемом оператором режимах локализовать место расположения скрытых под одеждой и обувью запрещенных предметов на расстоянии от устройства до объекта сканирования от 3 до 15 метров. Устройство может работать как автономно, так и в составе интегрированного комплекса технических средств охраны.

Сущность устройства иллюстрируется чертежом, см. фиг.1, где показана блок-схема работы устройства.

Показанное на блок-схеме устройство объединяет в общем корпусе 1 пассивную терагерцовую камеру 2, пассивную тепловизионную камеру 3, видеокамеру 4, коммутатор Ethernet 5, подключаемое для подачи электропитания к источнику бесперебойного электроснабжения 6, интерфейс, обеспечивающий передачу данных по протоколу TCP/IP технология передачи данных Ethernet 100 Мбит (по кабельной сети) 7 на персональный компьютер оператора 8.

Областью применения устройства являются контрольно-пропускные пункты охраняемых объектов и территорий, объектов инфраструктуры.

Данное устройство предназначено для решения задач:

1) Дистанционной идентификации лиц проходящих людей и локализации мест расположения запрещенных веществ и предметов при их скрытном проносе в элементах одежды, с привязкой таких веществ и предметов к месту нахождения, таких как:

а. Органические вещества (наркотики: синтетические и растительного происхождения);

б. Нетрадиционные безазотные взрывчатые вещества (ВВ) на основе высокопористых алюминиевых композитов и ультрадисперсных легких металлов (с увеличенным тротиловым эквивалентом) и безазотные жидкие окислители;

в. Безоболочные ВВ в непроводящих оболочках;

г. Непроводящие элементы конструкций устройств инициирования (на основе полимеров и кристаллических структур);

д. Электронные устройства связи и обработки информации.

2) Отображения прямого (в ТГц диапазоне) и комбинированного (сделанного средствами видеонаблюдения и с изображением от пассивной терагерцовой камеры) изображений досматриваемого объекта на персональном компьютере, с представлением результата досмотра оператору на мониторе персонального компьютера.

3) Обнаружения запрещенных предметов из черных и цветных металлов:

а. Огнестрельное оружие;

б. Холодное оружие, а также колющие и режущие предметы (ножи, арматура и т.п.);

в. Металлические экраны и оболочки взрывных устройств;

г. Металлические контейнеры для хранения радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений, а также и другие металлические и проводящие предметы аналогичного назначения. Устройство устанавливается в недосягаемом месте и подключается к кабельной сети Ethernet для передачи данных от устройства, также устройство подключается к электропитанию через источник бесперебойного питания.

Человек проходит через зону контроля, находясь в границах области сканирования. Полученный устройством результат сканирования передается устройством средствами сети Ethernet к персональному компьютеру для его дальнейшей обработки и визуализации. Возможны различные варианты организации перемещения людей в зоне контроля при организации контрольно-пропускных пунктов для контроля доступа на объекты особой важности.

Для организации зон контроля в каждом конкретном случае месторасположение и количество устройств обнаружения скрытно проносимых запрещенных предметов зависит от конкретно решаемых задач.

Блок-схема организации прохода людей с использованием одного устройства показана на фиг.2. На показанной блок-схеме, человек 1, проходит через зону контроля, представляющую собой прямоугольный коридор 2, устройство 3, направленная против траектории движения человека 4.

Блок-схема организации прохода людей с использованием двух устройств, показана на фиг.3 На показанной блок-схеме, человек 1, проходит через зону контроля, представляющую собой прямоугольный коридор 2, с размещением в противоположенных концах коридора устройств 3 и 4, направленная под углом 90 градусов к траектории движения человека 5 спереди и сзади.

1. Устройство дистанционного досмотра объекта, отличающееся тем, что оно выполнено в одном корпусе по форме параллелепипеда, размещаемое на стене помещения, или размещаемое на потолке помещения, или размещаемое на треноге, содержащее в себе три детектора пассивного излучения: пассивную терагерцовую камеру, работающую в терагерцовом диапазоне 250+/-20 ГГц; пассивную тепловизионную камеру, работающую в инфракрасном диапазоне 8-14 мкм, и видеокамеру, работающую в видимом диапазоне электромагнитных волн, а также коммутатор Ethernet, с обеспечением электропитания устройства осуществляемым от внешнего источника бесперебойного электроснабжения, в котором каждая камера имеет свой канал передачи информации, а данные, полученные по каналам пассивной терагерцовой камеры, пассивной тепловизионной камеры и видеокамеры, поступают на коммутатор Ethernet с передачей данных, осуществляемой по протоколу TCP/IP, технология передачи Ethernet 100 Мбит (по кабельной сети) на персональный компьютер оператора для дальнейшей интерпретации изображения.

2. Устройство дистанционного досмотра объекта по п. 1, отличающееся тем, что входное окно пассивной терагерцовой камеры на передней панели корпуса располагается выше сканеров пассивной тепловизионной и видеокамеры.

3. Устройство дистанционного досмотра объекта по п. 1, отличающееся тем, что входное окно пассивной терагерцовой камеры на передней панели корпуса располагается ниже сканеров пассивной тепловизионной и видеокамеры.

4. Устройство дистанционного досмотра объекта по п. 1, отличающееся тем, что сканер пассивной тепловизионной камеры на передней панели корпуса располагается слева от входного окна пассивной терагерцовой камеры, а сканер видеокамеры располагается справа от входного окна терагерцовой камеры.

5. Устройство дистанционного досмотра объекта по п. 1, отличающееся тем, что сканер видеокамеры на передней панели корпуса располагается слева от входного окна пассивной терагерцовой камеры, а датчик пассивной тепловизионной камеры располагается справа от входного окна терагерцовой камеры.

6. Устройство дистанционного досмотра объекта по п. 1, отличающееся тем, что сканер видеокамеры и сканер пассивной тепловизионной камеры расположены по центру входного окна пассивной терагерцовой камеры.