專利名稱：多威脅檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于檢測威脅項目(threatening item)的存在的系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于使用多個測試并行檢測威脅項目的存在的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
今天，在類似于機場或政府建筑的公眾地點處的檢驗點安全系統(tǒng)一般包括成像測試、金屬探測器、以及化學(xué)測試的某些組合?；瘜W(xué)測試通常使用桌上型爆炸物追蹤檢測 (ETD)儀器，其中從物體(object)(例如，包裹)提取試樣(swab)或空氣樣本，并進行測試， 以追蹤爆炸物材料。不幸地，目前使用的安全檢驗系統(tǒng)并不像它們本應(yīng)該的那樣可靠。例如，X射線測試基于物體密度來識別威脅項目，而許多無害物體具有與一些威脅項目的密度相似的密度。自然地，錯誤否認率較高。使用包括X射線或CT掃描的成像檢測，在掃描包裹時，測試的準確度很大程度上依賴于查看圖像的人類操作員的警覺和判斷。盡管數(shù)種系統(tǒng)包括了可疑項目的自動可視分類，但對人類警覺和判斷的依賴仍在這些系統(tǒng)中扮演主要角色。由于分心、疲勞和人類注意力范圍的自然限制，如此重地依賴于人類判斷的檢驗系統(tǒng)不能達到最佳的準確水平。此外，因為成像測試非常依賴于正被測試的物體的可視化，所以乘客可偽裝或隱藏有害的威脅項目，并避免被成像測試檢測到。已進行了嘗試，以通過使用諸如成像、金屬探測器以及化學(xué)測試之類的測試的組合，來增加檢驗點安全系統(tǒng)的準確度。典型地，通過利用三個分離的設(shè)備并將它們相互挨著擺放，來執(zhí)行測試。由分離的設(shè)備分離地且順序地測試物體，一個測試接著另一個測試。例如，機場安全系統(tǒng)可采用X射線圖像測試，并且僅僅使得被X射線圖像測試指示為可疑的包裹經(jīng)受化學(xué)測試。類似地，對于乘客，他們可首先被要求通過初步金屬檢測門，然后僅僅在初步門檢測發(fā)出警報時，才由人類操作員執(zhí)行更嚴格的金屬探測器測試。使用這種類型的系列/順序組合測試的問題在于，整體準確度非常依賴于每個單獨測試的準確度，并且在某些情況下，依賴于首次測試的準確度。例如，如果除非包裹沒能通過X射線成像測試否則不使用化學(xué)測試，則化學(xué)測試的使用僅僅在X射線成像測試準確地識別出可疑包裹的情況下才有用。如果檢查X射線圖像的操作員漏過了潛在的威脅項目，則化學(xué)測試容易有效果的事實不能改變潛在威脅項目通過安全系統(tǒng)的事實。盡管對每個乘客和行李使用多種測試將會是增強安全檢驗的準確度的明顯的方法，但是，因為它會導(dǎo)致乘客花費過度的時間來通過安全檢測，所以這樣的解決方法不實用。此外，這樣的系統(tǒng)將會非常昂貴。對于實用的實現(xiàn)方式，將安全檢驗測試的準確度與使得乘客以理想的速率移動通過系統(tǒng)的需要進行平衡和進行妥協(xié)。而且，如果類似于X射線測試的、產(chǎn)生高錯誤肯定率的測試被使用在首次測試中，則由于不包含威脅項目的許多包
5裹將必須經(jīng)受再次測試，因而不必要地拖慢了客流。期望一種使得乘客以合理速率通過安全檢驗點、而不會連累安全檢驗測試的準確度的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面中，本發(fā)明是一種用于從物體中篩查威脅項目的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括 測試單元，使得所述物體經(jīng)受兩個或更多不同類型測試的組合；傳感器，接收來自所述物體的測試結(jié)果，并生成對應(yīng)的輸出信號；以及計算單元，接收所述輸出信號，處理所述輸出信號以生成參數(shù)值，所述計算單元組合根據(jù)不同類型測試的所述參數(shù)值以確定風(fēng)險因子的集合，該風(fēng)險因子的集合指示威脅項目在所述物體中存在的可能性，其中，所述參數(shù)值包括從不同的測量角度獲得的顯現(xiàn)數(shù)據(jù)。在另一個方面中，本發(fā)明是一種從物體中篩查威脅項目的方法。該方法包括使得所述物體經(jīng)受兩個或更多不同類型測試的組合，該測試用于識別所述物體的性質(zhì)；從傳感器讀取輸出信號，該傳感器被安置以用于接收來自所述物體的測試結(jié)果；單獨地處理所述輸出信號，以生成參數(shù)值；以及組合根據(jù)所述不同類型測試的所述參數(shù)值，并利用從不同測量角度獲得的顯現(xiàn)數(shù)據(jù)，以確定用于指示威脅項目在所述物體中存在的可能性的風(fēng)險因子。在一個方面中，本發(fā)明是一種用于從物體中篩查威脅項目的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括物體單元，被設(shè)計為容納所述物體；以及測試單元，包括用于使得物體經(jīng)受兩個或更多測試的組合的設(shè)備。存在位于物體單元和測試單元的一個或兩個中的傳感器，其中每個傳感器讀取由于測試物體而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并生成輸出信號。計算單元接收來自每個傳感器的輸出信號，單獨地處理輸出信號以生成參數(shù)值，并組合參數(shù)值以確定風(fēng)險因子，其中所述風(fēng)險因子指示威脅項目在所述物體中存在的可能性。在另一方面中，該系統(tǒng)包括測試單元，包括用于使得物體經(jīng)受兩個或更多測試的組合的設(shè)備；以及模塊物體單元，被耦連到測試單元。每個物體單元被設(shè)計為容納物體，并且測試單元對不同物體單元中的物體進行測試。計算單元接收來自物體單元和測試單元中的一個或兩個的輸出信號，并對不同物體單元中的每個物體確定風(fēng)險因子。在再一方面中，本發(fā)明是一種從物體中篩查威脅項目的方法。該方法包括識別物體單元中的物體，其中多個傳感器位于該物體單元中；使得所述物體經(jīng)受用于識別物體性質(zhì)的測試的組合。讀取來自位于物體單元中的多個傳感器的輸出信號，并且單獨地處理所述輸出信號，以生成參數(shù)值。組合所述參數(shù)值，以確定指示威脅項目在物體中存在的可能性的風(fēng)險因子。


圖1是圖解根據(jù)本發(fā)明的多威脅檢測系統(tǒng)的主要組件的框圖。圖2是多威脅檢測系統(tǒng)的示例實施例的框圖。圖3是圖解用于執(zhí)行威脅項目識別方法的計算單元的模塊的框圖。圖4是包括單個測試單元和多個物體單元的多威脅檢測系統(tǒng)的示例實施例。圖5是示出測試單元和物體單元的框圖。
圖6是多威脅檢測系統(tǒng)的另一示例實施例，其中物體是人(或任何其他動物)。圖7是用于測試非生命物體和人的多威脅檢測系統(tǒng)的再一示例實施例。
具體實施例方式在此將在檢驗點安全系統(tǒng)的環(huán)境下描述本發(fā)明的實施例。然而，應(yīng)理解，在此提供的實施例僅僅是示例實施例，并且本發(fā)明的范圍不限于在此公開的應(yīng)用或?qū)嵤├＠纾?本發(fā)明的系統(tǒng)可用于小包裹和郵件的自動測試、檢驗在其他項目中的被包裝的消耗品項目 (例如，食物、藥品)。本發(fā)明的多威脅檢測系統(tǒng)可用于檢測各種威脅項目的存在?！巴{項目”是安全系統(tǒng)可能感興趣的任何物質(zhì)和或物質(zhì)和物體的組合，包括但不限于爆炸物、爆炸裝置、臨時爆炸裝置、化學(xué)戰(zhàn)爭制劑、被認為是危害的工業(yè)品和其他化學(xué)品、生物制劑、違禁品、毒品、 武器、以及放射性材料。本發(fā)明提供了用于執(zhí)行不同類型的測試以快速篩查(screen)多種威脅項目的自動系統(tǒng)，使得可在相對短的時段內(nèi)檢查多個物體。另外，本發(fā)明的系統(tǒng)降低了對人類操作員的依賴，替代地使用計算單元，其基于同時采集和不同測試結(jié)果的處理來確定風(fēng)險因子。由此，該系統(tǒng)提供了增加安全檢驗測試的準確度而不會損害吞吐量的非常需要的方法。在此所使用的“電離輻射測試”意圖包括發(fā)出諸如核能、X射線或伽馬射線輻射之類的電離輻射的任何形式的測試。X射線方法的例子包括標準X射線發(fā)射、后向散射 (backscatter)方法、雙或多能量方法、以及CT掃描。核輻射源測試的例子包括諸如熱中子分析、脈沖快中子分析、后向散射以及太赫(terahertz)測試等等的方法?！胺请婋x測試” 包括使用非電離電磁(EM)輻射源的方法，如將材料暴露給脈沖EM場并獲取返回脈沖的那些方法。這些方法包括使用高毫米波、核磁共振(NMR)光譜、電子自旋共振(ESR)和核四極矩共振(NQR)等等。其他潛在的非電離源包括太赫。此外，“非電離測試”還包括在檢測導(dǎo)體材料時使用的方法，其使得物體經(jīng)受電磁場恒定波或脈沖波，并檢測場的變化的相應(yīng)方向?！盎瘜W(xué)分析”意圖包括物質(zhì)檢驗的方法，包括離子遷移光譜分析(IMS)、離子阱遷移光譜 (ITMQdi獲檢測(capture detection)、化學(xué)發(fā)光、氣體色譜/表面聲波、熱氧化還原、光譜法、選擇聚合物傳感器、以及基于MEM的傳感器等?！吧锓诸悺备鶕?jù)指示與毒素、生物調(diào)節(jié)劑(bioregulator)、以及有傳染危險的有機體(如病毒、細菌和真菌)相關(guān)聯(lián)的潛在危害級別的指導(dǎo)方針，對生物威脅進行分類(例如，有機體、分子)?！吧锝y(tǒng)計(biometric)分類測試”包括標準離散生物統(tǒng)計方法，如指紋、以及指示可疑行為的生理行為參數(shù)。如在此所使用的，“同時”意圖意味著相同或不同的持續(xù)時間的兩個或更多個事件之間的部分或完全的時間上的重疊。例如，如果事件A在時刻0開始并在時刻10結(jié)束，而事件B在時刻2開始并在時刻10結(jié)束，則事件A和事件B是同時發(fā)生的。類似地，都在時刻0開始并在時刻7結(jié)束的事件C和事件D也是同時發(fā)生的。另一方面，“順序地”是指兩個或更多事件之間沒有時間上的重疊。如果事件E在時刻0開始并在時刻6結(jié)束，而事件 F在時刻7開始并在時刻10結(jié)束，則事件E和F是順序地發(fā)生的。在此使用的“參數(shù)”意圖包括靜態(tài)的或動態(tài)的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)集合以及函數(shù)。在此使用的“威脅確定函數(shù)”意圖包括定義了指示威脅存在的條件的函數(shù)或函數(shù)
7集合。這些函數(shù)可以是靜態(tài)值、靜態(tài)值集合、或動態(tài)計算。這些函數(shù)可以是基于規(guī)則的，或基于非啟發(fā)式的方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?！帮L(fēng)險因子”是指威脅項目在物體中存在的可能性。風(fēng)險因子的“集合”可包括一個或多個風(fēng)險因子。圖1是圖解根據(jù)本發(fā)明的多威脅檢測系統(tǒng)10的主要組件的框圖。如所示的，多威脅檢測系統(tǒng)10包括相互耦連的測試單元20、計算單元40、以及物體單元60。物體單元60 具有被設(shè)計為支撐正被檢查的物體(例如，包裹或一件行李)的機構(gòu)。測試單元20包括各種測試源和/或設(shè)備，如用于X射線檢查的輻射源、用于化學(xué)檢查的化學(xué)分析單元、用于非電離檢查的RF線圈和或其他磁場感應(yīng)。具有處理器和存儲器的計算單元40被配置為接收來自測試單元20和物體單元60的輸入，并處理該輸入，以生成風(fēng)險因子。風(fēng)險因子指示物體單元60中的物體包含威脅項目的可能性。可選地，可存在通信單元，其可包括被耦連到計算單元40以將風(fēng)險因子和相應(yīng)警報傳送給多威脅檢測系統(tǒng)的操作員的用戶接口單元 (未示出)。被合并到測試單元20中的測試可以是任何目前已知的用于篩查威脅項目的測試，而不限于在此所提及的示例。還可以存在被耦連到測試單元20和計算單元40的多個物體單元，使得可幾乎同時地檢查多個物體。圖2是多威脅檢測系統(tǒng)10的示例實施例的框圖。物體單元60具有一個或多個門61，通過門61可將物體62放置在要經(jīng)受各種測試的物體單元60中。在一些實施例中，物體62在物體單元60中的平臺上保持靜止。在其他實施例中，通過移動機構(gòu)67，將物體62移動穿越物體單元60?？蓪⒁苿訖C構(gòu)67耦連到抓握(grasping)機構(gòu)67，其可以是能夠抓住物體62、并在期望的位置上以期望的測試角度來定位和旋轉(zhuǎn)物體62的自動機械(robotic)機構(gòu)。在所示的實施例中，移動機構(gòu)67是一種滑輪(pulley)系統(tǒng)、x_y定位器系統(tǒng)65、或這兩者的組合，并且被耦連到抓握機構(gòu)64。在替代實施例中，移動機構(gòu)可以是攜帶物體62通過不同測試級的傳動帶。物體單元60包括自動接收器69，其自動地提供關(guān)于物體62的所有者的額外信息。 在一些實施例中，該額外信息可包括購票信息。在其他實施例中，還可以通過自動接收器69 來使得關(guān)于所有者的附加信息可用，如他的名字、國籍、旅行目的地等?？墒褂米R別物體62 的所有者/攜帶者的數(shù)字/磁標簽、RF標簽、或其他智能卡掃描來實現(xiàn)自動接收器69。物體62及其所有者/攜帶者之間的這種自動相關(guān)性利于在找到威脅項目的情況下識別出負責(zé)人。物體單元60具有一個或多個門61，通過門61可移除物體。在一些實施例中，作為操作安全協(xié)議的一部分，一旦識別出威脅項目，則自動鎖上門61。在該示例實施例中，電離輻射測試單元20具有X射線源子單元22、化學(xué)分析子單元30、以及非電離源子單元36。由生成射線束并將其指向物體62的X射線源M進行X射線檢查。優(yōu)選地，因為可能期望根據(jù)物體62的尺寸和位置來調(diào)整射線束的方向，所以由允許射線束指向不同方向的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)26來支撐X射線源M。多個傳感器66位于物體單元 60中，并被定位以在X射線束穿過物體62之后接收它們。還可以將附加傳感器66定位為獲取反向散射輻射。在穿過物體62之后，射線束被傳感器66接收。傳感器66基于所接收的射線束而生成輸出信號，并將該輸出信號饋送到計算單元40。在將X射線用作測試之一時，防護X射線子單元22和物體60的壁，以將輻射包含在物體單元60內(nèi)部。
可通過從物體62采集樣本并將該樣本運轉(zhuǎn)通過化學(xué)分析子單元30，來執(zhí)行化學(xué)分析。由諸如旋轉(zhuǎn)流裝置32之類的流裝置實現(xiàn)的路徑將抓握機構(gòu)64連接到化學(xué)分析子單元30，使得可將來自物體62的樣本傳送到化學(xué)分析子單元30。例如，化學(xué)分析可基于離子遷移光譜分析、或者諸如選擇聚合物或基于MEM的傳感器之類的更新的方法。當使用離子遷移光譜分析時，化學(xué)分析子單元30包括電離反應(yīng)室觀。由真空泵33生成空氣流，用于從物體單元60獲得氣體樣本。氣體樣本穿過可調(diào)整的閉合管32，其具有與物體60接近的粒子獲取孔63，用于獲得氣體樣本。當物體在物體單元60內(nèi)部移動以進行其他測試時，旋轉(zhuǎn)流裝置32和粒子獲取孔63提供了用于連續(xù)接觸氣體攪動的手段、以及用于持續(xù)分析的粒子獲取。粒子獲取孔63可被放置在將物體62移動穿越物體單元60的抓握機構(gòu)64上，如上述自動機械臂或傳送帶。氣體樣本進入化學(xué)分析子單元30。在使用IMS方法的示例實施例中，氣體樣本通過旋轉(zhuǎn)流裝置32進入電離反應(yīng)室28，并且通過電離源而被電離。通過室 28內(nèi)的電場，將電離的氣體分子引導(dǎo)到位于電離反應(yīng)室觀中的收集器板(未示出)。作為時間的函數(shù)來測量到達收集器板的離子的量，并以一個或多個輸出信號的形式來將其發(fā)送到計算單元40?；瘜W(xué)分析子單元30處的微處理器可將離子量轉(zhuǎn)換為電流，然后將該電流送到計算單元40。IMS是一種公知的方法?？蛇x地，化學(xué)分析子單元30包含到生物檢測系統(tǒng)的接口模塊35。如果將生物檢測系統(tǒng)合并到測試單元20中，則可獲得物體的生物分類。檢測分子材料的生物檢測系統(tǒng)可能利用化學(xué)分析方法中的一種。一種意圖識別諸如炭疽熱(Anthrax)之類的有機體的系統(tǒng)會根據(jù)目前的技術(shù)狀態(tài)，利用基于自動聚合酶鏈反應(yīng)(PCR，polymerase chain reaction)的自動DNA測試。非電離源子單元36可包含射頻(RF)源和/或磁源，如用于NQR測試和/或渦電流測試的RF線圈38和天線。這些測試提供了關(guān)于物體的化學(xué)組成的信息和或關(guān)于金屬和其他導(dǎo)電材料的存在的信息。磁源可以是多個在尺寸和強度上變化的源，使得可檢測到威脅項目的位置及其存在。將射頻波和/或磁場指向物體62，并且在波和/或場穿過物體62 之后，傳感器66接收波和/或場。例如，當子單元36是金屬探測器時，金屬探測器可發(fā)射低強度磁場，其在物體62穿過磁場時檢查(interrogate)該物體62。發(fā)射器生成與其場中的金屬物體反應(yīng)的磁場，并且傳感器66測量來自此反應(yīng)的響應(yīng)。傳感器66將測量結(jié)果發(fā)送到計算單元40。除了在圖2的實施例中使用的X射線檢查、離子遷移光譜、以及非電離源測試之外，如果被考慮可用于具體應(yīng)用，則任何其他測試可被多威脅檢測系統(tǒng)10采用。而且，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員將X射線檢查、離子遷移光譜、以及非電離源測試替換為被認為適合的不同測試。優(yōu)選地，子單元22、30、36中的每一個被設(shè)計為可獨立于其他子單元而替代。由此， 將一個測試替換為另一個將很可能就是將一個子單元替代為另一個的問題。傳感器66可以是能夠并行地或以多路復(fù)用方式來收集多個信息的熔絲陣列傳感器。熔絲陣列傳感器是公知的。所收集的信息可包括任何測試結(jié)果，如X射線、太赫射線、 伽馬射線、RF、化學(xué)、核輻射、以及電流信息。計算單元40包括處理器42、存儲器44、以及電源46。使用多變量方法(如下面參照圖3所述的方法)，計算單元40確定風(fēng)險因子，其指示物體將包含威脅項目的可能性。 計算單元40具有通信接口 50，如果物體很可能包含威脅項目，則計算單元40可通過該通信接口 50，以任何通信模式(優(yōu)選無線)來發(fā)送可視和/或音頻警報。還存在至少一個開放接口 95，其允許計算單元40與諸如用于人入口系統(tǒng)的平臺、或用于生物統(tǒng)計學(xué)輸入的平臺之類的另一設(shè)備進行通信。開放接口 95可允許對這些其他設(shè)備的有線或無線連接。可將化學(xué)分析測試結(jié)果從化學(xué)分析子單元30中的收集器板直接發(fā)送到計算單元 40。然而，如有需要，則可將來自收集器板的數(shù)據(jù)發(fā)送到物體單元60中的一個或多個傳感器66，并從傳感器66間接發(fā)送到計算單元40。當使用諸如無源傳感器之類的其他方法時， 可直接將粒子發(fā)送到傳感器66。由傳感器66收集其他數(shù)據(jù)，如X射線數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到計算單元40。如在此所使用的，“傳感器”包括能夠進行物理或電學(xué)測量、并生成用于計算單元40的輸出信號的任何類型的裝置，如物體單元20中的傳感器66、以及化學(xué)分析子單元 30中的收集器板。盡管圖2將測試單元20、計算單元40以及物體單元60顯示為三個分離的組件，但該劃分是概念性的，并且物理單元不必一定與該概念性劃分相關(guān)。例如，可以在一個外殼中容納所有三個單元，或者可以在同一外殼中容納測試單元20和物體單元60，而計算單元40 在遠程地點上。圖3是圖解用于執(zhí)行威脅項目識別方法的計算單元40的模塊的框圖。如上所述， 計算單元40從測試單元20和/或物體單元60接收輸入。這些輸入作為由傳感器66和/ 或離子遷移光譜分析中的收集器板(或另一化學(xué)傳感器)收集的原始數(shù)據(jù)而產(chǎn)生。如圖所示，本發(fā)明的方法使用一組函數(shù)模塊116、118、120、122、124、126、128、206、208來處理來自傳感器66和測試單元20中的傳感器(例如，收集器板)的各種輸入。使用這些模塊，計算物體62的各種參數(shù)(如質(zhì)地、密度、導(dǎo)電性、分子類別、位置類別、輻射類別、可視類別、生物類別、以及生物統(tǒng)計類別)的值。當物體62是類似于容納了多種成分的包裹的東西時，可根據(jù)質(zhì)地、密度、導(dǎo)電性等自動地劃分這些成分，使得可單獨地對每個成分進行分類。在圖3所示的威脅項目識別方法的具體實施例中，使用主動(active)輻射(例如，X射線)檢測結(jié)果，以確定質(zhì)地類別、密度類別、形狀環(huán)境類別、位置類別以及可視類別。 對于輻射類別，可確定物體的放射性水平。對于諸如質(zhì)地類別、導(dǎo)電性類別以及位置類別之類的參數(shù)，使用電流數(shù)據(jù)或感應(yīng)EM場響應(yīng)。使用磁響應(yīng)以計算諸如分子類別、密度類別和位置類別的參數(shù)。對于分子類別，使用任何化學(xué)分析結(jié)果。將來自傳感器66的輸出信號和來自化學(xué)分析子單元30的輸出信號并行地饋送到不同的模塊，使得可基本同時地確定諸如質(zhì)地、密度等的類別區(qū)域(area)的所有參數(shù)的值。在確定了基于這些類別區(qū)域的每一個的值和函數(shù)的參數(shù)之后，在多變量數(shù)據(jù)矩陣模塊300中統(tǒng)一處理這些值，以生成風(fēng)險因子。多變量數(shù)據(jù)矩陣300將來自函數(shù)矩陣116、 118、120、122、124、126、128、206、208、210的多個類別參數(shù)排列到η維數(shù)據(jù)矩陣中。例如，可視類別函數(shù)矩陣1 將生成許多可視化數(shù)據(jù)[V]作為數(shù)字(1...Π)和測量值以及取決于由抓握機構(gòu)64執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)的數(shù)目的角度(Φ)的函數(shù)，從而數(shù)據(jù)的一種形式將會是V = ·(Φ) η。另外，與每個角度Φ處的密度參數(shù)[D]有關(guān)的一系列可視化數(shù)據(jù)[V]將產(chǎn)生參數(shù)集合V =f (D，Φ，η)。被饋送到多變量數(shù)據(jù)矩陣300中的另一參數(shù)集合將會是來自導(dǎo)電性類別函數(shù)矩陣120的導(dǎo)電性類別，并且將類似地產(chǎn)生相關(guān)參數(shù)的陣列，例如，具有不同強度⑴的導(dǎo)電性作為位置(1)的函數(shù)，產(chǎn)生一個集合2 = €(1，1)。將以這樣的方式在多變量數(shù)據(jù)矩陣300中排列這三個示例函數(shù)￥ = €沙，11)、￥ = €(0，Φ , η)和Z = f(i，1)提供對于具體三維位置的多個屬性、以及貫穿所篩查物體始終的全局屬性。更一般地，所有類別函數(shù)矩陣塊將產(chǎn)生許多參數(shù)集合，使得產(chǎn)生η維參數(shù)矩陣，以在塊310中處理。在塊310中生成的η維參數(shù)矩陣使得能夠在塊310中執(zhí)行多種計算和依賴和相互依賴參數(shù)的處理。將來自多變量數(shù)據(jù)矩陣模塊300的參數(shù)提交給威脅確定函數(shù)，其包括運行混合計算的集合?；旌嫌嬎惆ɑ谝?guī)則且非啟發(fā)式的方法(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其他基于人工智能(Al)的算法)的組合、以及將結(jié)果與實際世界的知識準則和條件進行比較(塊 310)。在一些實施例中，基于規(guī)則的判定的示例將相對于閾值來組合測試參數(shù)中的一些或全部。例如，諸如“如果質(zhì)地類別τ(Φ，υη > 3、密度類別 (Φ，υη > 4、導(dǎo)電性類別z(i， l)n> 4、位置類別>3且輻射類別>1”的條件可被用作用于確定一種風(fēng)險因子并有可能生成警報的條件。計算可以是由測試塊310計算的各個參數(shù)值的簡單或復(fù)雜組合，以確定風(fēng)險因子的集合。風(fēng)險因子的集合代表有可能在物體中出現(xiàn)的威脅的各個種類。例如，可以存在一個威脅函數(shù)的種類，其與會產(chǎn)生這個種類的風(fēng)險因子的生物事件的可能性相關(guān)聯(lián)； 可以存在與會產(chǎn)生爆炸物種類的風(fēng)險因子的爆炸物威脅的可能性相關(guān)聯(lián)的威脅函數(shù)的種類；還可以存在與由不必特定于材料類型的屬性的組合所引起的通?？赡苄韵嚓P(guān)聯(lián)的威脅函數(shù)的種類。不同的計算可能產(chǎn)生每個種類內(nèi)的多個風(fēng)險因子。威脅函數(shù)包括測試條件， 并采用基于預(yù)先存在的、關(guān)于識別威脅的信號和信號組合的實際世界知識的準則。根據(jù)本實施例，如果確定了足夠高的風(fēng)險因子，即滿足了預(yù)設(shè)的威脅閾值的集合， 則可估計威脅項目的位置、量以及類型(塊320)，還可生成警報(塊330)。風(fēng)險因子是否高到足以觸發(fā)警報，取決于具有默認設(shè)置且可由用戶重新配置的系統(tǒng)內(nèi)的靈敏度設(shè)置?！熬瘓蟆笨砂梢暤幕蛞纛l的信號，以向操作員通知已識別到威脅項目，并且還可包括采取其他操作動作，如關(guān)閉/鎖上物體單元60中的門61?？蛇x地，可生成信號(例如，綠光)來指示物體不是威脅項目(塊325)。圖4是包括單個測試單元20和多個物體單元60a-60e的多威脅檢測系統(tǒng)10的示例實施例。如所示，相對于物體單元60，測試單元20位于中央，從而可由測試單元20來測試物體，而不管該物體在哪個物體單元中。優(yōu)選地，在測試單元20中存在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其允許根據(jù)正在測試哪個物體而調(diào)整測試束(beam)等的方向。一旦所有物體單元被填滿時，測試單元通過如箭頭所示的、在每個物體單元60之間逐步旋轉(zhuǎn)，來對物體執(zhí)行測試。一些測試是順序執(zhí)行的。例如，如果執(zhí)行X射線測試，則將X射線束從測試單元20順序地指向多個物體單元60a-60e，例如，按照預(yù)定次序。然而，其他測試是對多個物體單元60a-60e同時執(zhí)行的。例如，如果執(zhí)行化學(xué)分析測試，則可同時采集多個物體單元60a-60e中的每個物體的樣本，這是因為每個物體單元具有其自身的旋轉(zhuǎn)流裝置32、抓握機構(gòu)64以及粒子獲取孔 63。由此，根據(jù)在具體實施例中所包括的測試，整體測試對于多個物體單元60a-60e可以是部分順序的、且部分同時的。將所有測試數(shù)據(jù)發(fā)送到計算單元40，優(yōu)選在獲得它們時盡快這么做?？捎蓡蝹€計算單元40或多個計算單元40來處理來自傳感器66 (如果可采用的話，還有化學(xué)分析子單元30的收集器板)的輸出信號。當使用單個計算單元40時，計算單元40將物體保持分離，使得其產(chǎn)生5個不同的結(jié)果，每個物體62 —個。與乘客形成單行并且在同一時間處理一個物體(例如，包)的目前的安全檢驗系統(tǒng)相比，圖4的實施例允許快速地處理多個物體。因此，可對物體單元60a-60e中的每個物體執(zhí)行被合并到測試單元20中的所有測試，而不會損害流量。圖4的多威脅檢測系統(tǒng)10可被設(shè)計為模塊單元，使得可調(diào)整物體單元60的數(shù)目。 由此，如果第一區(qū)域正變?yōu)榉敝氐牧髁慷诙^(qū)域中的流量已慢下來，則通過簡單地從一個測試單元20拆卸開、并附接到另一測試單元20，可將來自第二區(qū)域的物體單元的一些用于第一區(qū)域。這種靈活性給將會使用多威脅檢測系統(tǒng)10的公眾實體帶來額外的成本節(jié)省。 物體單元60a_60e基本上彼此相同。另外，物體單元60中放置物體62的平臺可具有傳感器，如重量傳感器，其向測試單元20發(fā)信號通知是否正在使用特定物體單元60。因此，如果僅僅為了某些原因而使用物體單元60a、60b、60d和60e，則測試單元20將不會浪費時間來發(fā)送測試束以及從空的物體單元60c收集樣本，并且系統(tǒng)10將自動優(yōu)化其測試協(xié)議。盡管具體實施例示出了具有蜂窩結(jié)構(gòu)的六邊形的單元，但這僅僅是示例，而不是對本發(fā)明的限制。圖5是示出測試單元20和物體單元60a-60e的框圖。在具體實施例中，將單個計算單元40用于所有的物體單元60a-60e。每個物體單元60a-60e包含移動裝置(如機械機構(gòu)、多軸操縱器、自動機械結(jié)構(gòu)或傳送帶)和傳感器陣列，如上面參照圖2所述。測試單元20具有4個子單元電離輻射源子單元、化學(xué)分析子單元、非電離輻射源子單元、以及磁場感應(yīng)子單元。每個物體單元60a-60e被耦連到測試單元20和計算單元40。圖6是多威脅檢測系統(tǒng)10的另一示例實施例，其中，所述物體是人(或任何其他動物)。在所示出的具體實施例中，測試單元20具有附接到其的兩個物體單元60a、60b。當然，當被測試的“物體”是人時，會通過選擇適當?shù)妮椛鋮?shù)，來小心使用涉及輻射的測試。 如有需要，可在測試單元20、或物體單元60a和/或60b中的某處安裝相機，以獲得物體的圖像，以便獲得生物統(tǒng)計類別和/或向操作員傳送圖像。圖7是用于測試非生命物體和人的多威脅檢測系統(tǒng)10的再一示例實施例。該具體實施例具有帶有用于測試非生命物體的5個物體單元60a-60e的測試單元20、以及供人或動物穿過的入口 60f。測試單元20對每個物體單元60a-60f中的物體和人進行測試。在物體單元60f被放置得離測試單元20過遠的某些情況下，可對物體單元60f使用單獨的測試單元。然而，所有物體單元和兩個測試單元將仍然將信號饋送到單個計算單元40。與目前可用的系統(tǒng)相比，本發(fā)明允許以增加的準確度來檢測威脅項目。盡管目前可用的系統(tǒng)使用一系列分離設(shè)備，每個設(shè)備使用僅僅一種測試，并生成僅僅基于該一種測試的測試結(jié)果，但是本發(fā)明的系統(tǒng)依賴于多個參數(shù)的組合。由此，盡管具有低水平爆炸物和少量的導(dǎo)電材料的炸彈由于兩種材料在量上低于閾值水平，可能逃脫目前系統(tǒng)的檢測，但是，由于標志材料和在威脅確定函數(shù)中包括的鄰近參數(shù)的特定組合的存在可能觸發(fā)警報， 所以本發(fā)明的系統(tǒng)可能抓到該物體。使用參數(shù)的組合在檢測威脅項目的存在時帶來了更大的靈活性和增加的準確度。本發(fā)明還允許檢測一般威脅項目。這與目標針對諸如爆炸物、毒品、武器等項目/ 材料的目前的系統(tǒng)有所不同。通過檢測潛在有害材料的一般組合，本發(fā)明的系統(tǒng)使得創(chuàng)造性的新危險裝置更加難以通過安全系統(tǒng)。盡管前述內(nèi)容已參照本發(fā)明的具體實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可對該實施例進行變化，而不會脫離本發(fā)明的原則和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于從物體中篩查威脅項目的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 測試單元，使得所述物體經(jīng)受兩個或更多不同類型測試的組合；傳感器，接收來自所述物體的測試結(jié)果，并生成對應(yīng)的輸出信號；以及計算單元，接收所述輸出信號，處理所述輸出信號以生成參數(shù)值，所述計算單元組合根據(jù)不同類型測試的所述參數(shù)值以確定風(fēng)險因子的集合，該風(fēng)險因子的集合指示威脅項目在所述物體中存在的可能性，其中，所述參數(shù)值包括從不同的測量角度獲得的顯現(xiàn)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述兩個或更多測試被同時執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述兩個或更多測試被順序地執(zhí)行。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述計算單元同時處理來自不同傳感器的輸出信號。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中從電離輻射測試、化學(xué)分析和非電離測試中選擇所述測試。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器是熔絲傳感器陣列的形式。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述計算單元基于來自每個傳感器的輸出信號，確定包括以下中的一個或多個的參數(shù)的集合物體的質(zhì)地、密度、導(dǎo)電性、分子類、位置、可視類別、放射性潛力、生物類、以及生物統(tǒng)計類。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中使用來自傳感器之一的輸出信號來確定多個參數(shù)的值。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述計算單元具有威脅確定函數(shù)，其包括確定所述風(fēng)險因子的集合的條件，該系統(tǒng)還包括接口單元，用于在確定了風(fēng)險因子集合的一個或多個風(fēng)險因子的情況下生成警報。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括物體單元中的移動機構(gòu)，用于在物體單元中將物體移動到期望的位置上。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，用于把持所述物體，并旋轉(zhuǎn)它，以為了測試而調(diào)整物體的角度。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第一物體單元，被設(shè)計為容納作為第一物體的所述物體；以及第二物體單元，被設(shè)計為容納第二物體，其中，所述測試單元測試所述第一物體和所述第二物體。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二物體單元是可從所述測試單元拆卸開的模塊單元。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述測試單元具有允許所述測試單元順序地測試所述第一物體和第二物體的機構(gòu)。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述測試單元同時測試所述第一物體和第二物體。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述測試單元包括子單元，其中每個子單元包含唯一測試設(shè)備，并可獨立地由不同的子單元來替代。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括相機，用于獲得所述物體的圖像。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括自動接收器，其識別所述物體的所有者，并提供關(guān)于所述所有者的信息。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述物體在具有與所述測試單元物理分離的組件的物體單元中。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物體是第一物體，并且處于被設(shè)計為用于容納所述第一物體的第一物體單元，該系統(tǒng)還包括第二物體單元，被設(shè)計為容納第二物體；其中，所述測試單元使得所述第一物體單元和所述第二物體單元的每個經(jīng)受兩個或更多測試的組合，并且所述計算單元從所述第一物體單元和所述第二物體單元接收輸出信號，以計算所述第一物體和所述第二物體的風(fēng)險因子。
21.一種用于從物體中篩查威脅項目的方法，該方法包括使得所述物體經(jīng)受兩個或更多不同類型測試的組合，該測試用于識別所述物體的性質(zhì)；從傳感器讀取輸出信號，該傳感器被安置以用于接收來自所述物體的測試結(jié)果； 單獨地處理所述輸出信號，以生成參數(shù)值；以及組合根據(jù)所述不同類型測試的所述參數(shù)值，并利用從不同測量角度獲得的顯現(xiàn)數(shù)據(jù)， 以確定用于指示威脅項目在所述物體中存在的可能性的風(fēng)險因子。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使得所述物體同時經(jīng)受所述測試的組合。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使得所述物體順序地經(jīng)受所述測試的組合。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中處理不同的輸出信號包括同時處理所述輸出信號。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括從電離輻射測試、化學(xué)分析和非電離測試中選擇所述測試的組合。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括基于所述輸出信號而確定所述參數(shù)的集合的值，其中所述參數(shù)的集合包括以下中的一個或多個質(zhì)地、密度、導(dǎo)電性、可視類別、分子類、 位置、放射性潛力、生物類以及生物統(tǒng)計類。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，還包括通過使用所述輸出信號中的一個輸出信號來確定多個參數(shù)的值。
28.如權(quán)利要求沈所述的方法，還包括根據(jù)預(yù)先存在的威脅確定函數(shù)，通過組合所述參數(shù)的集合的值，來確定風(fēng)險因子。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括基于所述風(fēng)險因子而生成警報。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括移動所述物體，以為了不同的測試而適當?shù)囟ㄎ凰鑫矬w。
31.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述物體是第一物體，還包括被設(shè)計為容納所述第一物體的所述第一物體單元、和被設(shè)計為容納第二物體的第二物體單元，該方法還包括測試第二物體和測試第一物體。
32.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述物體是第一物體，該第一物體處于被設(shè)計為用于容納所述第一物體的第一物體單元，該方法還包括在測試了所述第一物體單元中的所述第一物體之后，測試第二物體單元中的第二物體。
33.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括獲得所述物體的圖像。
34.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述物體是在第一物體單元中的第一物體，該方法還包括在第二物體單元中識別第二物件，并使得所述第二物件經(jīng)受所述測試的組合；以及分別確定所述第一物件和所述第二物件的風(fēng)險因子。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于有效篩查危險的威脅項目的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括測試單元，使得所述物體經(jīng)受兩個或更多不同類型測試的組合；傳感器，接收來自所述物體的測試結(jié)果，并生成對應(yīng)的輸出信號；以及計算單元，接收所述輸出信號，處理所述輸出信號以生成參數(shù)值。所述計算單元組合根據(jù)不同類型測試的所述參數(shù)值以確定風(fēng)險因子的集合，該風(fēng)險因子的集合指示威脅項目在所述物體中存在的可能性。
文檔編號G01M99/00GK102435758SQ20111027029
公開日2012年5月2日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者阿莉西婭.M.薩吉-多列夫 申請人:奎勒安全系統(tǒng)