CN1829904A - 个人识别验证和受控物质检测与识别系统 - Google Patents

Abstract

一种个人识别与安全系统(102)，包括个人识别验证系统(140、144、142、108、146)、受控物质检测与识别系统(120、122、126)以及对个人识别验证系统和受控物质检测与识别系统的输出作出响应的报警指示器，其中至少一个输出满足报警标准时该报警指示器提供报警指示。

Description

个人识别验证和受控物质检测与识别系统

技术领域

本发明涉及安全识别领域，具体而言，涉及个人安全识别领域。

背景技术

从机场这种运输站到军事设施这种受控访问环境，个人识别与安全检查构成多种环境中安全维护的一个组成部分。在现有技术领域中，有多种系统和方法用于提供个人识别，如用于入口扫描的照片身份牌，将个人生物测量信息与先前储存的生物测量信息进行比较的生物测量个人识别系统。此外，在本领域中熟知有多种系统和方法用于受控物质检测与识别。

以下美国专利代表了现有技术的当前状态：

6,518,584；5,818,047；5,483,601和5,255,067。

发明内容

本发明试图提供增强的个人识别与安全系统和方法。

根据本发明的优选实施例，本发明提供一种个人识别与安全系统，包括个人识别验证系统、受控物质检测与识别系统以及对个人识别验证系统和受控物质检测与识别系统的输出作出响应的报警指示器，其中至少一个输出满足报警标准时，该报警指示器提供报警指示。

根据本发明的一个优选实施例，该个人识别验证系统是一个生物测量信息比较系统。

根据本发明的另一优选实施例，该受控物质检测与识别系统是一个光谱受控物质检测与识别系统。此外，该光谱受控物质检测与识别系统是一个激光激发光谱受控物质检测与识别系统。

根据本发明的另一优选实施例，该个人识别验证系统和受控物质检测与识别系统基本同时地执行个人识别验证和受控物质检测与识别。

根据本发明的另一优选实施例，由该个人识别验证系统验证过身份的个人不知道该受控物质检测与识别系统的存在。

根据本发明的另一优选实施例，本发明还提供一种个人识别与安全方法，该方法包括提供个人识别验证，同时检测与识别受控物质，以及对个人识别验证和受控物质的检测与识别过程中至少有一个满足报警标准作出响应而提供报警指示。

提供个人识别验证优选包括提供基于生物测量的个人识别验证。另外或者可以换成，检测与识别受控物质包括以光谱方式检测与识别受控物质。

附图说明

结合附图，通过后面给出的详细描述，将更充分地理解本发明，其中：

图1是一个简化示意图，它说明结合了生物和光谱部件，按照本发明的一个优选实施例构成并工作的个人识别与安全系统；和

图2是一个简化流程图，它说明根据本发明的一个优选实施例，图1所示个人识别与安全系统的工作流程。

具体实施方式

现在参考图1，它是一个简化示意图，用于说明根据本发明的一个优选实施例构成并工作的个人识别与安全系统。在图1所示的实施例中，示出了一种个人识别筛选系统，应该明白，本发明不限于所示实施例，而是还可以用于任何其它合适的个人安全识别环境。

如图1所示，试图进入安全区域的人，将适于生物测量个人识别验证的身体部分100，比如手，放在个人识别与安全台102上。在本发明的最优选实施例中，用于生物测量个人识别验证的身体部分100包括一个或多个手指。个人识别与安全台102优选包括用于识别验证的生物测量个人识别验证系统，以及用于扫描身体部分100上可能存在的爆炸物或毒品这种受控物质的光谱受控物质检测与识别系统。应该明白，从试图进入的人所在角度看，个人识别与安全台102优选在外观上与传统的生物测量个人识别验证系统相似。该光谱受控物质检测与识别系统可以包括2003年5月2日提交，题为“CONTROLLED SUBSTANCE DETECTION ANDIDENTIFICATION SYSTEM”，本受让人的共同未决申请中所公开的光谱受控物质检测系统的所有实施例，在这里将该申请引入作为参考。当然，该受控物质检测与识别系统也可以是非光谱受控物质检测与识别系统。

根据本发明的一个优选实施例，个人识别与安全台102包括透明底板104，身体部分100放在它上面。当身体部分100放在透明底板104上时，优选同时进行生物测量个人识别验证和光谱检测与识别。透明底板104优选用识别受控物质所设参数下不会出现特征二次谐波(SH)、拉曼散射(RS)和发光(LE)的材料制成。该底板104涂有一薄层物质，如银、金或铜，可以呈现表面增强拉曼光谱(SERS)，具有适度粗糙的表面更优。利用适当的这种表面，象爆炸物或毒品这种受控物质的分子会呈现SERS，使RS的可见度增强10倍或更多倍。

在所示实施例中，该生物测量个人识别验证系统包括生物测量信息采集器，该生物测量信息采集器用于从身体部分100捕获生物测量信息并将该信息传送给计算机106这种生物测量信息比较装置。然后，该生物测量信息比较装置将生物测量信息采集器捕获的信息与储存的生物测量信息进行比较，以验证试图进入的人的身份。储存的生物测量信息可以储存在与该生物测量信息比较装置通信的任何常规装置上，或者可以包含在该生物测量信息比较装置之内。

根据另一优选实施例，识别信息储存在识别文档108中，如数字识别文档或智能卡，该识别文档108由该个人提供并且由识别文档阅读机110扫描。从识别文档108扫描出的识别信息被传送给所述生物测量信息比较装置，然后，该生物测量信息比较装置将从识别文档108扫描出的识别信息与生物测量信息采集器所捕获的信息进行比较。

根据本发明的另一优选实施例，个人识别与安全台102还可以包括生物测量成像器(未示出)，它将生物测量信息作为身体部分100的图像传送给计算机106。计算机106通过对身体部分100的图像进行处理，能够产生该生物测量信息，如手指长度或其它适当的生物测量信息或测量结果。此外，还可以将储存的识别信息储存为身体部分100的相应图像。另外，该成像器可以产生打印图像112供安全人员使用。应该明白，可以采用有或者没有成像器的任何合适的生物测量信息比较系统。

在所示实施例中，个人识别与安全台102的光谱系统采用至少一个光源，如激光器120。激光器120的输出光束投射到一个或多个反射镜这种扫描元件122上，按照计算机106提供的信号这种同步信号，与激光器120的脉冲输出同步，一个或者多个电机124驱动这些扫描元件作旋转运动。

根据本发明的一个优选实施例，激光器120优选为Nd:YAG脉冲激光器，它发射峰值波长为1064、532、355和266nm的一次、二次、三次和四次谐波。也可以换成提供多个激光器，优选为Nd:YAG脉冲激光器。应该明白，可以采用200nm到10μm范围内的波长。

这样，激光器120的输出光束扫过身体部分100，由特定材料引起SH、RS和LE，这些材料包括爆炸物和毒品这种受控物质，如果身体部分100的被扫描表面上存在这些材料的话。通过一个或多个检测器装置126检测发射光和散射光，该检测器装置优选包括采集光学装置、陷波滤波器、光谱滤波器、多色仪和选通检测器，如光电二极管、光电倍增管、CCD或CMOS。

优选波长为1064nm的激光来产生SH，并使用光谱滤波器，比如以532nm为中心的窄通带滤波器，来检测SH。优选波长为532nm的激光来产生RS，并使用陷波滤波器，如以532nm为中心的窄带滤波器，来检测RS。多色仪优选具有从360到900nm的光谱范围。

优选用于SH和RS检测的选通间隔与激光脉冲的持续时间一致，而用于LE检测的间隔以激光脉冲的开始处为开始，然后根据发光衰减时间，延续到该脉冲结束以后一个时间周期。也可以换成不对检测器进行选通，虽然这不是优选方案。

也可以换成由采用几个滤波器的光谱系统取代多色仪进行RS和LE检测。优选提供相对于激光激发波长的以下拉曼位移，每一个拉曼位移由不同的光谱滤波器提供：

                   880～885cm^-1

                   1360～1365cm^-1

                   1270～1290cm^-1

                   2980～3000cm^-1

为了进行LE检测，优选提供以下光谱范围，每一个光谱范围由不同的光谱滤波器提供，并且对应于以下选通间隔：

                400～430nm-100ns

                450～540nm-10ns

如果在对应的时间间隔内并且在其光谱范围内，任何一个或多个选通检测器接收到SH、RS和LE中任何一个的量超过门限量，则计算机106提供报警指示，通常是在显示器130上提供报警指示。对于某些受控物质，个人识别与安全台102的光谱扫描系统也有可能需要来自至少两个或更多光谱识别器的肯定响应，才会提供报警指示。该报警指示表明，在身体部分100上可能存在有特定光谱特性的受控物质。此外，如果个人识别与安全台102的生物测量信息采集器从身体部分100捕获的生物测量信息与从识别文档108扫描出的或者从存储位置提取到的储存的识别信息不相对应，则计算机106提供报警指示，通常是在显示器130上。该报警指示表明该生物测量信息比较装置不能识别这个人。

注意，尽管上述实施例描述了包括检测器装置、成像光学装置、滤波器、多色仪、检测器装置的光谱系统，但是可以使用部件的任何适当构成，如采用用于远程检测的光纤连接，来采集和分析激光器的散射输出。此外，光谱系统还可以是非激光激发的光谱系统。

根据本发明的另一优选实施例，个人识别与安全台102的个人文档阅读机110还能对识别文档108进行光谱分析。在该实施例中，个人识别文档阅读机110的光谱系统优选采用至少一个光源，如激光器140。激光器140的输出光束投射到一个或多个反射镜这种扫描元件142上，按照计算机106提供的信号这种同步信号，与激光器140的脉冲输出同步，一个或者多个电机144驱动这些扫描元件作旋转运动。

根据本发明的一个优选实施例，激光器140优选Nd:YAG脉冲激光器，它发射峰值波长为1064、532、355和266nm的一次、二次、三次和四次谐波。也可以换成多个激光器，优选Nd:YAG脉冲激光器。应该明白，可以采用200nm到10μm范围内的波长。

这样，激光器140的输出光束扫过识别文档108，由特定材料引起SH、RS和LE，这些材料包括爆炸物和毒品这种受控物质，如果识别文档108的被扫描表面上存在这些材料的话。通过一个或多个检测器装置146检测发射光和散射光，该检测器装置优选包括采集光学装置、陷波滤波器、光谱滤波器、多色仪和选通检测器，如光电二极管、光电倍增管、CCD或CMOS。

优选波长为1064nm的激光来产生SH，并使用光谱滤波器，比如以532nm为中心的窄通带滤波器，来检测SH。优选波长为532nm的激光来产生RS，并使用陷波滤波器，如以532nm为中心的窄带滤波器，来检测RS。多色仪优选具有从360到900nm的光谱范围。

优选用于SH和RS检测的选通间隔与激光脉冲的持续时间一致，而用于LE检测的间隔以激光脉冲的开始处为开始，然后根据发光衰减时间，延续到该脉冲结束以后一个时间周期。也可以换成不对检测器进行选通，虽然这不是优选方案。

也可以换成由采用几个滤波器的光谱系统取代多色仪进行RS和LE检测。优选提供相对于激光激发波长的以下拉曼位移，每一个拉曼位移由不同的光谱滤波器提供：

                    880～885cm^-1

                    1360～1365cm^-1

                    1270～1290cm^-1

                    2980～3000cm^-1

为了进行LE检测，优选提供以下光谱范围，每一个光谱范围由一个不同的光谱滤波器提供，并且对应于以下选通间隔：

                    400～430nm-100ns

                    450～540nm-10ns

如果在对应的时间间隔内，并且在其光谱范围内，任何一个或多个选通检测器接收到SH、RS和LE中任何一个的量超过门限量，则计算机106提供报警指示，通常是在显示器130上提供报警指示。该报警指示表明识别文档108上可能存在具有特定光谱特性的受控物质。

注意，尽管上述实施例描述了包括检测器装置、成像光学装置、滤波器、多色仪、检测器装置的光谱系统，但是可以使用部件的任何适当构成，如采用用于远程检测的光纤连接，来采集和分析激光器的散射输出。此外，光谱系统还可以是非激光激发的光谱系统。

根据本发明的另一优选实施例，识别文档108优选用识别受控物质所设参数下不会出现特征SH、RS和LE的材料制成。该识别文档108涂有一薄层物质，如银、金或铜，可以呈现表面增强拉曼光谱(SERS)，具有适度粗糙的表面更优。利用适当的这种表面，象爆炸物或毒品这种受控物质的分子会呈现出表面增强拉曼光谱(SERS)，使RS的可见度增强10倍或更多倍。

应该明白，尽管图1所示的实施例示出了包括激光器140、扫描元件142、电机144和检测器装置146的识别文档阅读机110，但是，识别文档阅读机110也可以利用扫描与识别台102的激光器120、扫描元件122、电机124和检测器装置126中的任意或全部装置。

应该明白，优选这样的工作参数用于扫描与识别台102和识别文档阅读机110的光谱系统，以便在被识别的物质与背景之间提供最佳的对比。

更应该明白，尽管在本发明的优选模式中，扫描与识别台102以及识别文档阅读机110的光谱系统扫描的目的是寻找SH、RS和LE，但是，对身体部分100和/或识别文档108的光谱分析可以包括一个或多个这些或其它光谱分析方法的任意组合。此外，这些光谱分析方法可以包括不需要激光器或光源而利用环境光的方法，如测量光吸收谱、光反射谱或ATR。

现在参考图2，它是一个简化流程图，它说明按照本发明的一个优选实施例，图1所示扫描与识别台102的操作流程。如图2所示，呈现图1中身体部分100这样的身体部分，进行生物测量个人识别验证。在本发明的一个优选实施例中，身体部分100的图像被传送给图1中计算机106这种生物测量信息比较装置，该生物测量信息比较装置根据传送的图像产生生物测量信息。然后，计算机106提取储存的识别信息进行比较。在图2所示的实施例中，从图1中识别文档108这种识别文档里提取储存的识别信息，其中的识别信息最好也是身体部分100图像的形式。接下来，计算机106根据储存的图像产生生物测量信息，并将该信息与根据进行个人识别验证的人所提供的身体部分100的图像而产生的信息进行比较。也可以换成计算机106将所储存的身体部分100的图像同扫描与识别台102的生物测量信息采集器传送的图像进行比较。

应该明白，所述生物测量信息比较装置可以产生注定适合识别的任何传统的生物测量信息。也应该明白，还可以采用适当的任何生物测量个人识别验证系统。

如果扫描与识别台102的生物测量信息采集器根据身体部分100产生的生物测量信息与储存的识别信息不对应，则计算机106提供报警指示。

储存的识别信息也可以换成在与计算机106通信的存储装置中，或者在形成计算机106一部分的存储装置里。在这个实施例中，呈现身体部分100的人还输入识别代码，使计算机106能确定相应的已储存识别信息的位置。此外，计算机106还可以确认是否正确地输入了识别代码。

还对如上所述呈现出来进行生物测量信息识别的身体部分100进行检查，检查上面是否存在受控物质，如爆炸物或毒品。最好如图1所示通过激光辐射照射身体部分100，进行二次谐波散射检测、发光的时间分辨检测以及拉曼散射的时间分辨检测，以识别受控物质。

在所示实施例中，用二次谐波散射、时间分辨的发光以及时间分辨的拉曼散射的组合来检测与识别受控物质。如果在身体部分100上检测到受控物质，如2003年5月2日递交，题为“CONTROLLED SUBSTANCE DETECTION ANDIDENTIFICATION SYSTEM”，本受让人共同未决的美国专利申请中所描述的一样，那么计算机106提供报警指示。

本领域的技术人员都明白，本发明不限于以上的具体表示和描述。相反，本发明的保护范围包括上述各种特征的组合和部分组合，以及本领域技术人员通过阅读说明书能够想到的并非现有技术的改变和变型。

Claims (9)

1、一种个人识别与安全系统，包括：

个人识别验证系统；

受控物质检测与识别系统；以及

报警指示器，能够对所述个人识别验证系统和所述受控物质检测与识别系统的输出作出响应，至少一个所述输出满足报警标准时提供报警指示。

2、如权利要求1所述的个人识别与安全系统，其中所述个人识别验证系统是生物测量信息比较系统。

3、如权利要求1所述的个人识别与安全系统，其中所述受控物质检测与识别系统是光谱受控物质检测与识别系统。

4、如权利要求3所述的个人识别与安全系统，其中所述光谱受控物质检测与识别系统是激光激发的光谱受控物质检测与识别系统。

5、如权利要求1所述的个人识别与安全系统，其中所述个人识别验证系统和所述受控物质检测与识别系统基本上同时进行个人识别验证和受控物质检测与识别。

6、如权利要求1所述的个人识别与安全系统，其中由所述个人识别验证系统对其身份进行验证的人不知道所述受控物质检测与识别系统的存在。

7、一种个人识别与安全方法，包括：

提供个人识别验证；

同时检测与识别受控物质；

所述个人识别验证和所述受控物质检测与识别中至少一项满足报警标准的时候提供报警指示。

8、如权利要求7所述的个人识别与安全系统，其中所述提供个人识别验证包括提供基于生物测量的个人识别验证。

9、如权利要求7所述的个人识别与安全系统，其中所述检测与识别受控物质包括以光谱方式检测与识别受控物质。