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H2020

SPIDERS — Ergebnis in Kürze

Project ID: 674274
Land: Frankreich
Bereich: Sicherheit

Neue Sicherheitsscanner zur sicheren Erkennung von Bedrohungen durch sich in Bewegung befindende Personen

Angesichts zunehmender Bedrohungen für weiche Ziele sind Sicherheitskräfte auf Instrumente angewiesen, die es ihnen erlauben, Gefahren in stark bewegten, überfüllten Umgebungen zu erkennen. Das EU-finanzierte SPIDERS-Projekt stellt den „MM-Imager“ vor, einen sicheren Echtzeit-Ansatz zum Scannen von menschlichen Körpern aus kurzer Entfernung, um nach versteckten Objekten zu suchen.
Neue Sicherheitsscanner zur sicheren Erkennung von Bedrohungen durch sich in Bewegung befindende Personen
Aufgrund der zunehmenden und sich weiterentwickelnden Bedrohungen für weiche Ziele und kritische Infrastrukturen in ganz Europa besteht ein entsprechender Bedarf an erhöhter Wachsamkeit. Dies ist teilweise von der Entdeckung versteckter Gegenstände abhängig, die eine mögliche Bedrohung für Bürger und Vermögenswerte darstellen. Gegenwärtige Lösungen erweisen sich als nicht mehr zweckdienlich, da sie häufig sperrige Scan-Vorrichtungen beinhalten und zu langen Warteschlangen an den Kontrollpunkten führen. Gleichzeitig wächst die Anzahl der Verkehrsknotenpunkte sowie auch der Verkehr, der durch sie hindurchfließt.

Das EU-finanzierte SPIDERS-Projekt hat eine „passive Scan“-Lösung entwickelt, die auf einem Echtzeit-Abbildungssystem (bis zu 16 Bilder pro Sekunde) basiert, das mit Millimeterwellenfrequenzen arbeitet und dazu in der Lage ist, Kleidung zu durchleuchten und versteckte Objekte wie Flüssigkeiten, Pulver oder Feststoffe (metallisch oder nicht) zu erkennen. Entscheidend dabei ist, dass das auf den Namen „MM-Imager“ getaufte System keine Strahlung aussendet.

Die mechanische gegenüber der elektronischen Scan-Lösung

Die passive Millimeterwellen-Technologie von SPIDER basiert auf der Messung der natürlichen Strahlung, die von Körpern im Mikrowellenbereich (etwa 0,1 THz) emittiert wird. Das zugrunde liegende Prinzip ist vergleichbar mit dem einer Wärmebildkamera zur Messung von Infrarotwellen, die durch den Körper ausgestrahlt werden. Die Lösung sammelt diese THz-Wellen und wendet anschließend Signalverarbeitungstechniken an.

Projektkoordinator Nicolas Vellas betont: „Der schwierigste Teil betrifft jedoch die Amplitude der emittierten Mikrowellen, die fünf Ordnungen unter den Infrarotwellen liegen und somit nur schwer zu erkennen sind.“ Um dieses Problem zu umgehen, mussten ultrasensitive und stabile Sensoren in einer maßgeschneiderten Architektur von Mikrowellenschaltungen und einer angepassten In-situ-Kalibrierung für variierende Umweltparameter wie Temperaturschwankungen verwendet werden.

Der Erhalt eines radiometrischen Bildes unter Verwendung der InSAR-Technologie (interferometrisches Radar mit synthetischer Apertur), die SPIDERS zugrundeliegt, basiert typischerweise auf der gleichzeitigen elektronischen Abtastung der von den Systemsensoren erfassten Signale. Die abgetasteten Signale werden daraufhin miteinander korreliert, wobei die resultierende Matrix in ein radiometrisches Bild umgewandelt wird. Die Systemempfindlichkeit verhält sich dabei proportional zur Anzahl der von jedem Sensor gesammelten Proben; und genau darin liegt auch die Beschränkung des Systems begründet.

Ein vereinfachter, im Rahmen des Projekts entwickelter Prototyp zeigte, dass diese elektronische Abtastung eine komplizierte Anordnung von Digitalplatinen sowie eine große Menge an RAM-Speicher erforderte, was die Kosten und die Komplexität bei der Produktion von einsetzbaren Geräten erhöht.

Die SPIDERS-Lösung basiert auf den Arbeiten des früheren EU-finanzierten Projekts EFFISEC. Vellas erklärt: „Wir haben eine innovative mechanische – im Gegensatz zur elektronischen – Scan-Lösung entwickelt, wodurch sich vereinfachte Digitalplatinen ergeben, die dazu in der Lage sind, in Echtzeit zu arbeiten und dennoch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit zu garantieren.“

Dieser Ansatz bot einige zusätzliche Vorteile wie die Effizienz seiner In-situ-Kalibrierung, die dank ihres optischen Systems, das ein doppelt so großes Sichtfeld erreichen kann, empfindlicher als alternative Lösungen ist.

Eine Lösung mit dem Ziel, der Bedrohung zu entsprechen

Der Hauptvorteil des SPIDERS-Systems ist seine Fähigkeit, in Echtzeit zu arbeiten, was bedeutet, dass es dazu in der Lage ist, Personen zu scannen, die sich in Bewegung befinden, im Gegensatz zu alternativen Lösungen, die Personen nur dann scannen können, wenn sie mehrere Sekunden stehen bleiben. Aufgrund dieser Funktion ist die Technologie für eine breite Palette potenzieller weicher Zielszenarien (z. B. Flughäfen, Bahnhöfe, Stadien) geeignet, in denen erhöhte Sicherheit ohne die daraus resultierende Verlangsamung von Personenströmen, wie beispielsweise durch die Bildung langer Warteschlangen, angestrebt wird.

Ein weiterer Vorteil ist der Sicherheitsaspekt gegenüber Konkurrenzlösungen, die Mikrowellen- oder Röntgenstrahlen emittieren, deren Auswirkungen auf die Gesundheit noch nicht vollständig bekannt sind.

All dies steht vor dem Hintergrund, dass sich die Art der Bedrohungen ändert. Wie Vellas erläutert, „hat die verstärkte Überwachung der Kontrollpunkte, etwa an den Verkehrsknotenpunkten, Wirkung gezeigt, weshalb Terroristen inzwischen auf weichere Optionen wie Konzerthallen abzielen.“ Bisher gab es kein angemessenes, dynamisches Screening-Verfahren, aber die SPIDERS-Lösung erfüllt alle notwendigen Anforderungen, um nun ein solches Verfahren bereitzustellen.

Derzeit setzt MC2-Technologies, das Unternehmen, das die SPIDERS-Technologie entwickelt, seine Forschungs- und Entwicklungsbemühungen zur Optimierung der Effizienz fort. Es konzentriert sich insbesondere auf Verbesserungen im Bereich der Bildverarbeitung, die Integration einer Technik zur Erkennung von Bedrohungen, die auf künstlicher Intelligenz basiert (und einen Deep-Learning-Ansatz verfolgt), sowie auf die Entwicklung eines speziellen mit einer Reihe von Sensoren ausgestatteten Scan-Korridors.

Schlüsselwörter

SPIDERS, Sicherheit, Kontrollpunkt, Scanner, Mikrowellen, Terrorismus, Bedrohung, Erkennung, weiches Ziel, kritische Infrastruktur, Sensoren
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