(57)【要約】危険な対象および物体を検出するためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態に従って、方法は、マイクロ波信号を生成することを包含し、このマイクロ波信号は、標的によって反射され、１つ以上の反射信号となる。１つ以上の反射信号は、アンテナアレイで受信される。１つ以上の反射信号は、デジタル反射信号に変換される。マイクロ波信号は、デジタル信号に変換される。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の三次元位置を決定する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的を識別する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の状態を決定し、標的が危険な対象であるかどうかを決定する。
2010515878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波信号を生成することであって、該マイクロ波信号は、標的によって反射され、１つ以上の反射信号となる、ことと、
該１つ以上の反射信号をアンテナアレイで受信することと、
該１つ以上の反射信号をデジタル反射信号に変換することと、
該マイクロ波信号をデジタル信号に変換することと、
該標的の三次元位置を決定するために、該デジタル反射信号および該デジタル信号を処理することと、
該標的を識別するために、該デジタル反射信号および該デジタル信号を処理することと、
該標的の状態を決定するために、該デジタル反射信号および該デジタル信号を処理することと、
該標的が危険な対象かどうかを決定することと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記デジタル反射信号および前記デジタル信号を使用し、前記標的の可視表示を生成することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
向上した標的の画像を提供するために、前記標的の前記可視表示をカメラから得られた該標的の画像と組み合わせることをさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記向上した標的の画像の解像度を改良する非線形デジタルアルゴリズムを使用することをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記標的のデジタル表示を生成することと、
該標的の該デジタル表示をデジタルライブラリに格納された１つ以上の標的と比較することと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記マイクロ波信号は、前記受信アンテナアレイに対して平行な偏波を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記マイクロ波信号は、前記受信アンテナアレイに対して垂直な偏波を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
送信アンテナ、発振器、アンテナ偏波の制御回路、および周波数偏移の制御回路を含む可搬性のデバイスにおける送信機と、
該可搬性のデバイスにおける１つ以上の受信無線チャンネルの回路網であって、該１つ以上の無線チャンネルは、受信アンテナ、ダウンコンバータ、低周波フィルタを含む、受信無線チャンネル回路網と、
該可搬性のデバイスにおけるデジタル信号処理モジュールと、
ビデオディスプレイと
を備える、システムであって、
該１つ以上の受信無線チャンネルの該受信アンテナは、走査される対象から反射信号を受信する、システム。
【請求項９】
前記走査される対象のビデオ画像を取り込むビデオカメラをさらに備え、前記ビデオディスプレイは、該走査される対象のマイクロ波画像と該ビデオ画像とを組み合わせた画像を表示する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記送信機は、アンテナ偏波の制御回路を使用して、様々な偏波による偏波角度で信号を送信し、
前記１つ以上の受信無線チャンネルの前記受信アンテナは、前記走査される対象からの前記反射信号を偏波平面で受信し、
該送信機の該偏波角度は、該１つ以上の受信無線チャンネルの該受信アンテナの該偏波平面に対して平行であるか、または直交する、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記１つ以上の受信無線チャンネルは、前記受信アンテナによって受信された前記反射信号に対して、ダウンコンバージョン、低周波フィルタリング、およびアナログデジタルコンバージョンを実行する、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は概して、対象のモニタリングおよび検出システムに関し、より詳細には、危険な対象および物体を検出するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の世界においては、隠された爆弾および武器を検出する作業がますます重要になりつつある。無線画像の解像度が高ければ高いほど、隠された危険な対象の検出の確率は、それだけ高くなり、誤った警報の率は、それだけ低くなる。しかしながら、現在利用可能なシステムは、走査する対象の識別可能な画像を再構成することによって危険な対象を検出するための、可搬性であり、しかも経済的でもある解決を提供していない。
【０００３】
爆発物デバイスおよび武器を検出するための現在のシステムのうちのほとんどは、電磁場技術に基づいている。かかるシステムは、個別の対象が、固定された通路を通り抜けることを必要とする。金属性の対象が通路を通り抜けるとき、警告信号が作動し、磁力線の変化を示す。このタイプのシステムは単に、金属性の対象を検出するだけであり、存在する金属の量に対しては判断しない。鍵、宝石類、時計、および金属フレームの眼鏡すべてが、かかるシステムをトリガし得る。
【０００４】
別のタイプの検出システムは、光学的画像情報に加えて、対象のマイクロ波画像を生成する。マイクロ波画像化は、光学的画像と連携して使用されると、隠された対象に関してさらなる情報を提供し得るが、マイクロ波画像化は依然として、正確に武器を認識するために必要な精度を欠く。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
危険な対象および物体を検出するためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態に従って、方法は、マイクロ波信号を生成することを包含し、このマイクロ波信号は、標的によって反射され、１つ以上の反射信号となる。１つ以上の反射信号は、アンテナアレイで受信される。１つ以上の反射信号は、デジタル反射信号に変換される。マイクロ波信号は、デジタル信号に変換される。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の三次元位置を決定する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的を識別する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の状態を決定し、標的が危険な対象であるかどうかを決定する。
【０００６】
本明細書の一部分として含まれる添付の図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を示し、上に与えられた一般的な記述および下に与えられた好ましい実施形態の詳細な記述と共に、本発明の原理を説明し、教示することに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態による、例示的な放射線透視デバイス（ＲＳＤ）のブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、一実施形態による、例示的なアンテナアレイを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、別の実施形態による、例示的なアンテナアレイを示す。
【図３】図３は、一実施形態による、対象の検出およびレーダー画像化に対する例示的なプロセスを示す。
【図４】図４は、一実施形態による、標的までの距離を決定するための例示的なプロセスを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、一実施形態による、対象の方位角を決定するための例示的なプロセスを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、一実施形態による、対象の３Ｄ座標を決定するための例示的なプロセスを示す。
【図６】図６は、一実施形態による、標的の識別のための例示的なプロセスの流れ図を示す。
【図７】図７は、一実施形態による、例示的な武器検出プロセスに対する流れ図を示す。
【図８】図８は、一実施形態による、検出された銃の例示的な放射線透視画像を示す。
【図９】図９は、一実施形態による、吸収周波数を有する例示的な信号スペクトルを示す。
【図１０】図１０は、一実施形態による、例示的な組み合わされた画像を示す。
【図１１】図１１は、一実施形態による、精神学的−生理学的パラメータを決定する例示的なプロセスの流れ図を示す。
【図１２】図１２は、一実施形態による、心筋動作を描写する例示的な波形を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（詳細な説明）
危険な対象および物体を検出するためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態に従って、方法は、マイクロ波信号を生成することを包含し、このマイクロ波信号は、標的によって反射され、１つ以上の反射信号となる。１つ以上の反射信号は、アンテナアレイで受信される。１つ以上の反射信号は、デジタル反射信号に変換される。マイクロ波信号はデジタル信号に変換される。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の三次元位置を決定する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的を識別する。デジタル反射信号およびデジタル信号は処理され、標的の状態を決定し、標的が危険な対象かどうかを決定する。
【０００９】
本方法およびシステムは、衣服の下に、または荷物の中に隠された危険な対象を、例えば７メートル離れた距離で検出し、識別する。一実施形態に従って、例えば金属部品を備えた自殺ベルトのようなより大きなサイズの対象は、５０メートルまでの距離で検出され得る。デバイスはまた、手動による解析に対して、問題の標的の高解像度無線画像を提示する。
【００１０】
本方法およびシステムは、敵意の遠隔検出によって、標的に関する遠隔生理学的パラメータ測定および精神学的−生理学的情報を可能にする。
【００１１】
以下の記述において、説明の目的で、特定の用語が、本明細書に開示された様々な発明的概念の理解を容易にするために使用される。しかしながら、これらの特定の詳細は、本明細書に開示された様々な発明的概念を実行するためには必要とされないことは、当業者にとって明らかである。
【００１２】
本発明はまた、本明細書の動作を実行するための装置に関する。この装置は、必要とされる目的に対して特に構成され得るか、または汎用コンピュータを備え得、この汎用コンピュータは、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に作動させられるか、または再構成される。かかるコンピュータプログラムは、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、および磁気−光ディスクを含む任意のタイプのディスク、読出し専用記憶装置、ランダムアクセスメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光カード、または電子命令を格納するために適切な任意のタイプの媒体のような、しかしこれらに限定されない、コンピュータ読取り可能な格納媒体に格納され得、各々はコンピュータシステムバスに結合される。
【００１３】
本明細書に提示された方法は、何らかの特定のコンピュータにも、他の装置にも固有に関連するものではない。様々な汎用システムが、本明細書の教示に従うプログラムと共に使用され得るか、またはより特定の装置を構成して、必要とされる方法ステップを実行することが便利であることが判明し得る。様々なこれらのシステムに対して必要とされる構造は、下の記述から明らかとなる。さらに、本発明は、何らかの特定のプログラム言語を参照しては記述されない。様々なプログラム言語が、本明細書に記述される発明の教示を実装するために使用され得ることが理解される。
【００１４】
図１は、一実施形態による、例示的な放射線透視デバイス（ＲＳＤ）のブロック図である。ｒｓｄ１００は、送信機１２と、送信アンテナ１１と、各アンテナに対して別個のデータチャンネルを備えた受信アンテナ１６のアレイと、アンテナ配向を受信するセンサ１８と、各受信データチャンネルに対して１つずつあるダウンコンバータ１７と、各受信データチャンネルに対して１つずつある低周波フィルタ１９と、アナログデジタルコンバータ１１０と、演算装置１１１と、周波数偏移の制御回路１３と、アンテナ偏波に対する制御回路１１２と、随意のビデオカメラ１５およびモニタ１１３とを備えている。
【００１５】
送信機１２は、送信アンテナ１１によって送信される信号を生成する。信号はまた、信号処理のために、ダウンコンバータ１７にも送られる。送信アンテナ１１によって送信される信号は、露出した対象１４によって反射される。反射信号は、受信アンテナ１６のアレイによって受信される。アンテナ１６によって受信された反射信号は、個別のチャンネルを介してダウンコンバータ１７に移送される。各ダウンコンバータ１７は、送信機１２によって送信された信号と、アンテナ１６によって受信された信号とを掛け算する。変換の後、ダウンコンバートされた信号は、低周波フィルタ１９において処理され、そこでダウンコンバートされた信号の低周波成分が、各チャンネルで分離され、次にアナログデジタルコンバータ１１０によって処理される。Ａ／Ｄコンバータ１１０によって提供されるデジタル信号データは、演算装置１１１に送達され、そこで、露出した対象１４のレーダー画像が構成され、モニタスクリーン１１３に表示される。
【００１６】
随意のビデオカメラ１５が装備されているときには、ＲＳＤ１００は、信号を送信アンテナ１１で送信する前に、ビデオカメラ１５によって生成されたビデオ画像を使用して、対象１４にねらいを定める。ビデオ画像は、演算装置１１１によってさらに処理され得、上で説明された露出した対象１４のレーダー画像と組み合わされて、露出した対象１４の合成画像を構成するために使用され得る。
【００１７】
危険な対象を検出するために、ＲＳＤ１００は、アンテナ偏波１１２に対する制御回路を含み、様々な偏波の信号を生み出し、送信する。ＲＳＤの送受信アンテナも偏波される。送信信号の偏波平面は、受信アンテナの偏波平面に対して平行であり得るか、または直交し得る。この特徴は、受信信号の消偏波（ｄｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を解析することによって危険な対象を検出することを容易にし得る。
【００１８】
図２Ａは、一実施形態による、例示的なアンテナアレイを示す。図２Ｂは、別の実施形態による、例示的なアンテナアレイを示す。２つの直交する列のアレイに受信アンテナ１６を有利に配置することは、露出した対象１４の空間座標を決定することを可能にする。図２Ｂに示されるような２つの直交する列の代わりに、図２Ａに示されるような単一の列の受信アンテナが使用される場合には、動力駆動装置が、列を回転させるために使用される。少なくとも２つの列の位置で受信された信号を統合して処理することによって、完全な画像が構成される。より良い画像の質を得るために、これら２つの位置は、互いに直交し得る。レーダー画像のさらなる向上は、中間位置で信号を受信することによって取得され得る。かかる場合、駆動装置には、位置センサが装備され、この位置センサは、演算装置１１１にレーダー画像を構成するための位置データを提供する。
【００１９】
図３は、一実施形態による、対象の検出およびレーダー画像化に対する例示的なプロセスを示す。ＲＳＤ１００がパワーオンされたとき、信号が生成され（３１）、送信（３２）され、受信（３３）される。アナログ信号処理（３５）は、受信アンテナの各々からの信号、および送信機１２からダウンコンバータ１７へ送信された信号データ３４を受信する。
【００２０】
低周波フィルタ１９におけるアナログ信号処理が完了し、かつ信号がデジタル化され（３６）た後、デジタル信号処理（３７）が行なわれる。信号処理は、以下の計算、すなわち、（ａ）２Ｄ座標（３８および３９）に基づいて、３Ｄ空間における対象の位置を決定する（３１０）、（ｂ）標的の識別を完了する（３１１）、および（ｃ）生きている人間の精神学的−生理学的属性を決定する（３１２）、計算を含む。計算の結果は統合して解析され（３１３）、レーダー画像が構成され、スクリーン上に表示される（３１４）。
【００２１】
２Ｄ座標における対象の位置の測定のために、対象１４までの距離と対象の方位角の両方が計算される。
【００２２】
対象１４までの距離を計算するために、アンテナ１６によって受信された高周波信号は、連続的な周波数変調により、送信信号と比較される。図４は、一実施形態による、標的までの距離を決定するための例示的なプロセスを示す。送信アンテナ１１は、信号Ｆ’を放射する。受信アナログ信号は、ダウンコンバータ１７によって変換される。低周波フィルタは、標的距離のデータを搬送するアナログ信号の低周波成分を分離する。アナログデジタルコンバータ１１０は、入力信号をサンプリングして、Ｎ個の点のセットを生み出す。Ｎ個の点のセットは、次の方程式、
【００２３】
【数１】
2010515878.tif 000003
によって計算され、ここで、ＴＭ／２は、Ｆ１からＦ２までの周波数スイープの周期であり、τは、信号送信と信号受信との間の時間間隔であり、Ｆｄは、アナログ入力サンプリングレートである。
【００２４】
距離および方位角は、次元ｎＮを有するデータアレイの２Ｄ高速フーリエ変換によって計算され、ｎは、列の中のアンテナ要素の数である。これによって、二変数関数ｆ（ｕ，ｖ）が得られる。独立変数ｕは、受信信号の周波数に対応し、標的の距離の決定を可能にする。独立変数ｖは、隣接するアンテナによって受信された信号の間の位相差に対応し、標的の方位角の計算を可能にする。
【００２５】
対象１４までの距離の例示的な計算が与えられる。放射された信号Ｆ’は、ｒｓｄ１００からＲの距離にある標的１４に到達すると反射され、その後、Ｆの周波数で受信アンテナ１６によって受信される。放射された信号は、τ＝２Ｒ／ｃの時間遅延で受信され、ここで、ｃは空気中での光の速度である。受信アナログ信号は、ダウンコンバータ１７によって変換される。低周波フィルタ１９は、アナログ信号の低周波成分を分離し、該アナログ信号の低周波成分は、信号デジタル化の後に周波数ＦＲの導出のために使用され得、周波数ＦＲは、時間τ１での周波数Ｆ’とＦとの間の差に等しい。このようにして、標的Ｒまでの距離は、
【００２６】
【数２】
2010515878.tif 000004
によって計算され、
したがって、
【００２７】
【数３】
2010515878.tif 000005
となる。
【００２８】
図５Ａは、一実施形態による、対象の方位角を決定するための例示的なプロセスを示す。アンテナアレイ１６の第１の受信アンテナｒｅｃ（１）およびアンテナアレイの第２の受信アンテナｒｅｃ（２）が使用される。
【００２９】
ｒｅｃ（１）およびｒｅｃ（２）からＡまでの距離の差ΔＲが計算される。ｒｅｃ（１）によって受信された信号の位相は、ｒｅｃ（２）によって受信された信号の位相から、
【００３０】
【数４】
2010515878.tif 000006
だけ遅れ、ここで、
【００３１】
【数５】
2010515878.tif 000007
であり、λは、放射（受信）信号の波長である。標的の方位角αは、Δψおよびλの値を計算することによって取得される。
【００３２】
３Ｄ位置測定は、少なくとも２つのセットの２Ｄデータを使用する。２つのセットの２Ｄデータは、異なる場所に位置する受信アンテナによって得られる。第１のデータセットは、受信アンテナアレイが水平に配置されたとき得られる。第１のデータセットが処理されるとき、水平面における標的までの距離Ｒ１および方位角α１が得られる。第２のデータセットは、例えば、９０度だけアンテナアレイを回転させた後、または図２Ｂに示されるように垂直のアンテナアレイが使用されるときのように、受信アンテナアレイが鉛直に配置されたとき得られる。第２のデータセットの処理の間、鉛直面における標的までの距離Ｒ２および方位角α２が決定される。標的までの距離Ｒ１およびＲ２は、図５Ｂに示されるように等しい。したがって、３つのパラメータの値、すなわち、標的までの距離Ｒおよび２つの角度α１およびα２が得られ、標的の３Ｄ座標を決定する。
【００３３】
図６は、一実施形態による、標的の識別のための例示的なプロセスの流れ図を示す。標的１４の識別、および武器、爆発物または危険な物体の識別が、「標的ポートレート」（６２）、戻り信号の偏波ファクター（６３）、観察される対象と関連する戻り信号の共振周波数要素（６４）、および吸収周波数（６５）を含むデータの統合解析（６１３）によって実行される。
【００３４】
ＲＳＤ１００が、アンテナ偏波の制御回路を備えた信号偏波ブロックを有する場合には、隠された武器および榴散弾の携行が、対象１４から反射された信号の消偏波解析によって決定される。
【００３５】
標的１４から反射されたエコー信号は２つの成分を有し、これら２つの成分は、散漫な背景と幾つかの明るいドットとを備えた対象として標的を表示することで説明される。背景は、対象の粗さにより、散漫に見えることがあり得る。反射された消偏波信号の中で、明るいドットの寄与は、散漫な成分の寄与よりも大きい。最大の消偏波は、観察される小さな要素の大きさが半波長と等しいときに生じる。小さな要素とは、例えば自殺ベルトの榴散弾、またはボルト、ボールベアリング、ナット、釘、金属部品の断片であり得る。例として、周波数が５０ＧＨｚ（ギガヘルツ）である場合には、波長は約６ｍｍ（ミリメータ）であり、半波長は、約３ｍｍである。３ｍｍの大きさの小さな要素は、最大の消偏波効果を示す。
【００３６】
多周波放射および偏波パターンの解析が、画像の質（例えば輝点効果の修正）を改良するために適用される。デジタル位相調整により、非線形コヒーレントアルゴリズムが適用される。後続の処理が、任意の識別問題を解決する。非線形デジタルアルゴリズムは、解像度の改良および対象の識別のために適用される。処理は、時間領域において実行される。一実施形態において、非線形反復画像空間再構成アルゴリズム（ＩＳＲＡ）が適用される。ＩＳＲＡは、現在の適用に対して以下の幾つかの利点を有する。（１）ガウス雑音が仮定されるが、これは放射測定の適用に対する良好な近似法である。（２）方程式の解は、アルゴリズムの良好な収れんに基づいている。（３）近似関数は、関連範囲に対して非負である。（４）伝達関数に対して不変性、対称性、などのような、さらなる仮定は必要ではない。（５）他のアルゴリズムと比較して、計算中心的ではあるが、ＩＳＲＡは良好なロバストネスを特徴とし、結果として解像度に関する有意な改良が生じる。
【００３７】
背景の偏波は無作為的であり、プロービング信号の偏波にわずかに依存する。散漫な背景は反射（散漫な）信号に寄与する。それとは対照的に、標的１４の明るいドットは、散漫な信号に対して有意な寄与をなす。これらのドットは、標的が通常、視線の方向に焦点を有する小さなミラーを有するという事実によって引き起こされる。これらのミラーの大きさが波長の半分（半波ダイポール）である場合には、散漫な信号への寄与は最大となる。観察される対象の明るいドットは、それらの反射率が、一般的な対象背景の他のドット（隣接するドット）よりも比較的大きいことにより目立つので、小さなミラー効果が観察される。これらの小さいミラー（輝点）の存在は、互いに対するおよび背景に対するそれらの相対的位置によって、通常の脅威（武器、その他）の識別を可能にする。散漫な放射の偏波平面の向きは、ダイポールの配向に依存する。したがって、プロービング放射が、鉛直または水平のいずれかに偏波され、かつダイポールが４５°未満で焦点を合わせられる場合には、散漫な信号は、鉛直偏波と水平偏波の両方を含む。交差偏波は、偏波係数
【００３８】
【数６】
2010515878.tif 000008
によって評価され、ここで、ＡｉおよびＡｋは、送信アンテナの鉛直偏波および水平偏波において計算された受信信号の振幅である。
【００３９】
標的が、水平に対して４５°だけ回転させられた半波ダイポールである場合には、消偏波係数Ｂはゼロに等しい。実際の標的１４は無作為に配向されたダイポールを有するので、偏波ファクターは０と１との間になる。偏波ファクターが低ければ低いほど、武器または爆発物ベルトが存在するという可能性は高くなる。
【００４０】
特定の視点での火器の小さい部品および刃物も、消偏波能力を有する。武器は、爆発物ベルトよりも少ない数の小さい部品を有するので、爆発物ベルトの消偏波の係数と武器の消偏波の係数とは、「小さい部品」の量が異なることにより、有意に相違し、次の関係
【００４１】
【数７】
2010515878.tif 000009
によって表現される。
【００４２】
ＲＳＤ１００は、動いている人間および生きている人間を検出するので、武器および爆発物ベルトの検出は、各照射された人物に対して選択的になされ得る。これは、武装した人物が分離され、かつスクリーンに表示されることを可能にする。
【００４３】
図７は、一実施形態による、例示的な武器検出プロセスに対する流れ図を示す。戻り信号の偏波ファクターが計算されると（７１）、偏波ファクターＢが実験的に決定された閾値Ｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄと照合される（７２）。Ｂ≦Ｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄである場合には、解析されている信号の偏波ファクターＢが、プリセット値Ｂｅｘｐｌｏｓｉｖｅ＿ｂｅｌｔと照合される（７３）。Ｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＞Ｂ＞Ｂｅｘｐｌｏｓｉｖｅ＿ｂｅｌｔである場合には、対象は、火器または刃物を携行しているという決定がなされる（７４）。Ｂ＜Ｂｅｘｐｌｏｓｉｖｅ＿ｂｅｌｔである場合には、対象は、爆発物ベルトを携行しているという決定がなされる（７５）。
【００４４】
信号が、不均一構造の対象によって反射された場合には、ｒｓｄ１００は、検査される空間において、対象の点のレーダー断面のアレイを生成する。戻り信号および戻り信号から計算された３Ｄ空間における対象の座標を使用して、ｒｓｄ１００は、レーダー画像（「標的ポートレート」６２）を構成する。武器が、「標的ポートレート」をサンプル画像ライブラリ（６６）とマッチングすることによって検出（６９）される。
【００４５】
図８は、一実施形態による、検出された銃の例示的な放射線透視画像を示す。大抵の武器は、高いエコー能力を有し、個別の周波数応答を有する武器部品は、マイクロ波信号にさらされると共振し得る。図６に戻って、ＲＳＤ１００は、共振周波数（６４）を分離する。分離された共振周波数は、実験的に得られたサンプル画像ライブラリとマッチングされる（６７）。ＲＳＤ１００は、武器または爆発物ベルトが携行されているかどうかを決定する（６１１）。
【００４６】
放射線透視画像を作成するために、演算装置１１１は、戻り信号を処理する。ＲＳＤ１００によって観察可能な空間の各点に対して、画像点の座標および戻り信号のパラメータ（例えば信号の強さ、および偏波の角度）が決定される。モニタに表示された各画像点のコントラスト（例えば輝度）が、信号の強さに基づいて計算され、信号が強ければ強いほど、画像点はそれだけ暗く（灰色の陰）なる。
【００４７】
マイクロ波信号にさらされた爆発物および他の危険な物体は、特定の周波数帯域で放射を吸収し得る。図９は、一実施形態による、吸収周波数を有する例示的な信号スペクトルを示す。ＲＳＤ１００は、吸収周波数を決定する（６５）。無線信号は、観察される対象によって、その正面（デバイスに対して）によってのみならず、その背面によっても反射される。周波数変調信号が、対象をその背面に向かって貫通するとき、その振幅が変化する。物体の化学的組成に依存して、信号の強い吸収が、該化学的組成によって特徴付けられる特定の周波数で観察され得る。反射信号は、振幅が放射された周波数変調信号からかなり減少した吸収周波数帯域の存在を示す。分離された吸収周波数は、実験的に得られたサンプル画像ライブラリとマッチングされる（６８）。爆発物または他の危険な物体の存在が決定される（６１２）。
【００４８】
解析される標的に関するすべての情報が得られると、ＲＳＤ１００は、調査された標的１４の組み合わされたビデオ−レーダー画像を作成する。映像は、オペレータが、怪しい標的を普通の標的から区別することを有意に助ける。図１０は、一実施形態による、例示的な組み合わされた画像を示す。
【００４９】
図１１は、一実施形態による、精神学的−生理学的パラメータを決定する例示的なプロセスの流れ図を示す。有効レーダー断面（ＥＲＣＳ）の変化の解析は、発汗の変化を決定する。ＥＲＣＳの変動は、プレチスモグラム（ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ）、呼吸、血管運動機能、および筋緊張に関する情報を与える。各生理学的パラメータは、それ自身の変動周波数を有する。通常の血管運動信号は０．００１７〜０．０１７Ｈｚの間、筋緊張信号は０．０１７〜０．１７Ｈｚの間、呼吸信号は０．０８〜０．５Ｈｚの間、および心拍信号は０．６７〜４Ｈｚの間にある。
【００５０】
図１２は、一実施形態による、心筋動作を描写する例示的な波形を示す。ＲＳＤによって構成された波形から、左心室駆出時間（ＬＶＥＴ）および心拍が決定され得る。ＬＶＥＴは、「敵意」と関連することが知られている心臓パラメータ（左心室の収縮の速度）である。左心室は、本質的に、「大きな回路」に血液を押し出す「ポンプ」である。右心室は、より小さな呼吸／肺回路に血液をポンプで送出する。
【００５１】
ＲＳＤ１００は、リアルタイムでプレチスモグラムを検出する。プレチスモグラムは、心臓の活動の派生的「測定」である。プレチスモグラムは、反射信号の振幅の変動とプレチスモグラム上での特徴的な点の相対的位置との解析に基づいて心臓の活動を評価し、ＬＶＥＴを計算するために使用され得る。
【００５２】
図１２は、問題の以下の段階を有する通常の心臓のサイクル（プレチスモグラム）を示す。ａ−ｂ−ｃは、心筋の収縮の間、圧力が増加する心収縮段階である。ｃ−ｄは、心収縮の末端における圧力の低減の段階である。ｅは、半月弁を閉じる段階である。ｆ−ｇ−ｈは、心拡張期の間、血圧の低減の段階である。
【００５３】
心室の収縮のアイソメトリック収縮である段階ａ−ｂ−ｃは、閉じた心臓弁によって生じる。この段階の開始は、心室内圧力の急激な増加の段階と一致する。点「ａ」での微係数は、心室の動作の強さおよび速度の解析のために使用され得る。ａ−ｂ−ｃの振幅は動脈圧と関連し、これは、心臓の動作の主なパラメータのうちの１つである。測定された末梢血圧は、低域フィルタがかけられた動脈圧として解析され得る。
【００５４】
したがって、左心室の動作は、（ａ）心拍周波数、（ｂ）例えば、弛緩した状態から収縮した状態への移行のような、左心室筋組織がその緊張を変える速度、および（ｃ）弁を開くために左心室によって作られる血圧（心室からの一回の血液排出に対するポンプの瞬間的な力）によって特徴付けられ得る。
【００５５】
右心室は、大きさの程度がより小さな力で動作するので、末梢脈拍のプレチスモグラムは、左心室の生理について豊かな情報源を提供する。生理学的パラメータの処理は、解析される標的の敵意を決定することを可能にする。
【００５６】
人間の心理学的状態は、図１１に示されるように、生理学的パラメータの値によって特徴付けられ得る。例えばストレスのレベルのような心理学的状態に依存して、人は、発汗、呼吸数および心拍数の変化、筋緊張の変化、その他を経験し得る。したがって、人体の生理学的パラメータの変化が観察され得る。これらの変化は主に、様々な血行力学的変化（例えば、様々なヒトの臓器、血管および筋肉における血液の量／体積／存在の変化）と関連する。血行力学的変化（人体全体に対して全般的な、または人体各部に対して局所的な）は、観察される人物の総ＥＲＣＳおよび人体各部のＥＲＣＳの変化を別々に観察することによって測定され得る。これらの心理学的なパラメータに関係する信号は、実験的に決定された臨界閾値およびベースライン閾値と比較される。関連する観察可能な生理学的パラメータすべての値の相対的変化が斟酌され得、所定のテンプレートまたは規則を使用して比較され得る。比較は、観察された値と代表的な様々な心理学的状態を定義する値のライブラリとの間で行なわれる。観察された値とライブラリからの値との間の差は、観察される人物の心理学的状態を決定する際に、そしてその後、観察される人物の潜在的な敵意に関して結論を下す際に使用され得る。
【００５７】
危険な対象および物体を検出するためのシステムおよび方法が記述された。本明細書に記述された実施形態は、説明を目的とするものであり、本特許の主題を限定するものと考えられるべきではないことが理解される。本発明の範囲または精神から逸脱することなく、様々な修正、使用、置換、組み合わせ、改良、製造方法が当業者に明らかである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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