Устройство обнаружения движущегося объекта (человека)

УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
О.Б. КУДРЯВЦЕВ
ООО «Магнитометрическая Лаборатория», Москва
УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ
ОБЪЕКТА (ЧЕЛОВЕКА) ЗА НЕПРОЗРАЧНЫМИ СРЕДАМИ
В докладе рассматриваются исследования возможности создания устройства
обнаружения за непрозрачной стеной движущегося человека на основе
вихретокового метода.
Для проведения оперативно-розыскных мероприятий, а также для
других целей, требуется разработать устройство обнаружения
движущегося объекта (человека) за непрозрачными средами со
следующими характеристиками:
- дальность обнаружения (открытое пространство) человека при скорости
движения 0,5 м/с: не менее 8.0 м;
- дальность обнаружения человека, двигающегося за непрозрачной стеной
со скоростью 0,2 м/с:
кирпичная капитальная стена: не менее 5.0 м.,
железобетонное перекрытие: не менее 4.0 м.,
металлическая дверь с кирпичными перемычками: не менее 3.0 м;
- селекцию передвигающегося человека от домашних животных (кошка,
собака) при нахождении в одном контролируемом помещении с
вероятностью правильного обнаружения не хуже 0.95.
За рубежом (например, в организациях «Time Domain Corporation»,
«Cambridge Consultants Limited», Georgia Tech Research Institute) и у нас в
России (ЦНИИРЭС) разрабатываются устройства обнаружения человека
за непрозрачной стеной на основе радиолокаторов. Стоимость таких
устройств составляет от 4000 уе и выше (с одним первичным датчиком). В
рекламной информации указывается, что радиолокаторы способны
обнаруживать человека на расстоянии до трех метров через стену
толщиной 20 см.
Есть данные об использовании в этих целях для легких или
кирпичных стен охранных объемных радиоволновых извещателей,
работающих на эффекте Доплера (например, марки «Фантом»).
Работа предлагаемого нами устройства обнаружения, также как и
устройств двух типов, упомянутых выше, основана на способности
человеческого тела отражать электромагнитные волны. Однако,
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
223
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
устройство является оригинальным, по нашим данным для этих целей
нигде ранее не опубликованным.
Принцип работы устройства заключается в следующем. Первичный
датчик устройства излучает электромагнитное поле и принимает
отраженное поле от тела человека и окружающих его предметов.
Электромагнитное поле способно проникать через кирпичную и
железобетонную стены. При перемещении человека будут возникать
изменения в отраженном от тела человека поле, которые, в свою очередь,
будут вызывать изменения выходного сигнала первичного датчика. Когда
изменение выходного сигнала превысит определенный порог, делается
вывод, что в контролируемом помещении движется человек.
В отличие от радиоволновых извещателей, реагирующих только на
движущийся объект, на выходе нашего устройства изменение сигнала
останется, когда человек остановится.
Ниже
приведены
сигналы,
подтверждающие
возможность
достижения заявленных технических характеристик. По оси абсцисс
отложено время в долях секунды, по оси ординат – значения сигналов в
условных единицах. Во всех экспериментах участвовал человек массой 75
кг.
157
144
131
118
105
92
79
66
53
40
27
14
1
4500
4400
4300
4200
4100
4000
3900
3800
3700
3600
Рис. 1. Четыре приседания человека, находящегося на оси первичного датчика, в
трех метрах от его центра (датчик расположен около железной двери за
кирпичной стеной толщиной 30 см с металлической решеткой)
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
224
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
3960
3940
3920
3900
3880
3860
3840
157
145
133
121
109
97
85
73
61
49
37
25
13
1
3820
Рис. 2. Три приседания человека, находящегося на оси первичного датчика, в
шести метрах от его центра (датчик расположен около железной двери за
кирпичной стеной толщиной 30 см с металлической решеткой)
В перспективе в устройство планируется добавить функцию
обнаружения за непрозрачной стеной неподвижного человека!
Возможность выделения сигнала от неподвижного тела человека на фоне
сигналов от других объектов (в частности, металла) подтверждается
реализацией такой функции в нескольких разработанных нами
устройствах, работающих на подобном принципе (ПМД, БИУП, ВПУ) [1,
2]. Эта новая функция в будущем даст нашему устройству неоспоримые
функциональные преимущества перед радиоволновыми датчиками.
Для обнаружения человека, перемещающегося за металлической
стеной (железной дверью), устройство обнаружения предполагается
комплектовать емкостным датчиком, для которого стена (дверь) будет
выступать в качестве электрической антенны.
Список литературы
1.
Панин В.В., Кудрявцев О.Б. Концепция «магнитного веса» тела человека и
созданные на ее основе anti-piggybacking устройства для систем контроля доступа //
Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, №4, 2002.
2.
www.emlab.narod.ru.
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
225
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
226