北京奥运应用的感测技术成果集锦.doc

北京奥运安保人员手持的半圆盘设备,是美国的斯巴凯物质探测器.它利用介于微波与远红外波之间的太赫兹光波,能穿透布料,木材,塑料,陶瓷甚至肌肤等许多非金属材质.* 北京奥运应用的感测技术成果集锦1、奥运安保 十大秘密仪器显神通人脸识别术：拍1/5就瞬间识别摄像头在今天这个多媒体时代，人们并不陌生，但作为奥运安保手段的视频监控并不只是有密布的摄像头。自2001年申奥成功起，清华大学等机构就开始研发利用人的眼睛、眉毛和鼻梁间的骨骼特征，识别身份的“人脸识别技术”。借助大量积累的人脸数据库以及有关国家提供的恐怖分子、足球流氓等危险人群的资料，哪怕只拍到1/5侧面，也能瞬间识别出“可疑人物”。这套系统不仅用于辨别出入奥运敏感区域的人员是否经过登记授权，还被安装到北京500个大型商场，实现了更加广泛地防范。车底视频检测系统也是我国的创新技术，它专为车底拍快照用，大大提升了检查车底的效率。便携式探测器：能穿透非金属材质机场常见的金属探测器因无法识别塑胶炸药等非金属危险品，而成为传统安检技术的弱点。与之搭配使用的X光机能通过图像判断危险品，但因为减少辐射和提高灵敏度的矛盾难以解决，只用于行李检查。2006年8月，英国警方破获恐怖组织密谋用液体炸弹炸毁飞往美国的10架飞机后，X光或无线电人体扫描安检仪在英国希思罗机场、美国凤凰城机场等处率先使用。北京奥运安保人员手持的半圆盘设备，是美国的“斯巴凯”物质探测器。它利用介于微波与远红外波之间的太赫兹光波，能穿透布料、木材、塑料、陶瓷甚至肌肤等许多非金属材质。在几十米外，“斯巴凯”就能识别出爆炸物、毒品，以及象牙、香烟、酒类、文物、黄金等多种物质，并锁定大致位置。从今年7月20日起在首都机场候机楼入口增加的检查，则采用非接触式的放射性探测仪和生化探测仪，同时对行李采用试纸取样，进行炸药(也包括毒品)含量痕迹检查。前两种设备属首次采用，后一种技术其实在2005年就已出现在深圳机场，它的原理是：恐怖分子制作炸弹时，皮肤、衣物和毛发上总会沾染爆炸物的气体分子，它通过一团吹过乘客的气流完成取样，再对吸回的气体进行检测。流体探测仪：能“抓”液体炸药X光和“斯巴凯”都只能检测释放出来的微量颗粒，对密封在瓶子里的危险品就力不从心，这正是手持流体探测仪的用武之地。这种设备称为FirstDefender，只有一本精装书大小，重约1.6公斤，售价两万美元，在美国也是去年5月才开始在机场启用。它通过对激光的散射进行光谱分析，不管瓶子的材料是玻璃、塑料还是金属，都能探测到里面是否有炸药、有毒工业品、化学战剂和毒品等2500种液体和固体物质，包括所有已知的液体爆炸物。强弩、反恐突击车红外视频探测器这3种装备都用于“雪豹”反恐突击队。强弩在我国特警手中出现并非首次，主要用于解救人质等任务中，远距离隐蔽消灭恐怖分子。去年年底才引进的伸缩式红外视频探测器则解决了对建筑物内隐蔽观察的需要，目前还依赖于有线信号传输指令。下一步的发展方向会与微型机器人，包括能够攀墙或飞行的微型机器人结合，实现大范围隐蔽侦察和监视。单兵反恐突击车可灵活穿行于人群密集地带，该车早已被国外警方用于巡逻，但将其用于特警机动还是我国的首创。排爆机器人搜爆犬和排爆服如果你看惯了变形金刚，也许会觉得这种排爆机器人有些“原始”。但作为一种警用装备，它才刚刚成熟。受近年机器人在地面作战领域作用迅速扩展的趋势推动，不久也会有更加能干的警用机器人。能抵御500克炸药在一米范围内爆炸的排爆服，以及能有效防护重点部位、可较长时间穿着的搜爆服，还有从全国挑选的搜爆犬都是常用反恐装备。倒是PBA型智能信号发生器(也叫车载频率干扰仪)属于新面孔，它能屏蔽遥控炸弹的电磁波。受伊拉克大量靠手机遥控起爆的自制爆炸装置的困扰，此类干扰仪已成美军制式装备。在我国警方的排爆程序中，它也已成为例行手段。另外，排爆警察还装备有时钟类探测器，专门检查定时爆炸物中处于工作状态的定时雷管和其他电子雷管。除了上面谈到的多种新亮相的秘密武器外，奥运安保武器还有警用直升机。在北京奥运会期间，警用直升机将在赛场附近空域巡航，承担输送机动警力等任务。此外，部署在“鸟巢”附近的“红旗-7”地空导弹也是奥运安保防空系统的重要组成部分。这十大秘密武器的公开亮相，都在向潜在袭击者传达一个明确的威慑信号中国绝不容许恐怖分子横行。2、北京奥运上传感器显威力为中国运动员添翼在北京奥运会上，高科技手段也成为中国奥运会选手备战中使用的“秘密武器”柔性阵列压力传感器。目前，国家跳远队和三级跳队队员在训练时都使用了被称为“走着瞧”的数字跑道。它是直接为中国运动员备战北京奥运会而研发的，2007年下半年才投入使用，现在中国也仅有两条。数字跑道是通过“柔性阵列压力传感器”，监测田径运动员足底压力分布，从而获取脚底与跑道接触的形状、时间、蹬地力和支撑力等信息，测算出运动员的步长、步频、动作时序等关键技术参数。教练员可在训练结束后马上调出数据库里该运动员最佳完成动作数据。传感器表面单位面积可接受百万次的冲击，按一百万次计算，如果运动员每天在上面踩一千次，也能用将近三十年。数字跑鞋和数字跑道的原理基本相同，主要适用于不能使用数字跑道的运动项目，例如马拉松、竞走等比赛。它是在运动员的跑鞋外侧安装一个像U盘接口的信号采集器，采集传感器的信息分析后，再向运动员所带的特制腕表发送信号的装置。中国射击队训练时采用的激光射击瞄准测试系统，可准确记录射击运动员举枪、瞄准和击发的全过程；中国游泳队使用的数字化游泳训练器，可逼真模拟游泳比赛的各种动作，记录下不同技术动作时所训练的肌肉群力量、爆发力等一系列数据及变化曲线；中国网球队将在北京奥运会上使用由碳纤维、塑料等材料与金属钛结合，仅重200克左右的网球拍；低压训练舱能在平原条件下创造低氧环境，帮助运动员模拟高原训练，进而提高比赛成绩这些高科技的训练仪器将使中国运动健儿如虎添翼。3、奥运五福娃机器人在民航局及机场奥运团队支持下，由中国民航大学研制的个奥运福娃机器人，日前亮相首都国际机场T3航站楼。奥运会期间，福娃智能机器人将守候在首都国际机场，迎送到港离港的奥运大家庭成员和国内外宾客。 据悉，福娃智能机器人集成了智能机器人领域多传感器信息融合、自主定位、人机交互、智能控制，以及光机电一体化等方面的最新的研究成果。福娃智能机器人可以承担机场候机楼出港入港、行李提取、问讯服务等多种环境和条件下的引导服务，不仅具有全方位视觉处理判断能力，而且还能够进行双向语音信息的交互传输。 本着“科技奥运、人文奥运”的理念，福娃机器人从方案实施、功能定位和研发设计多方面着手，不仅科技含量高，而且更贴近实际应用，使得福娃机器人不仅扮靓精彩而且“智商很高”。 现场可见，五个福娃机器人为来往旅客进行了列队表演。机器人的精彩表演，引来过往旅客一片惊呼之声，一些旅客和福娃机器人留影，并与之进行语言交流。 福娃机器人“外语”很好，不仅可以用中英法德日韩等12国语言向旅客问候，还可以用中英文进行简单的语言交流，为候机乘客讲故事和笑话。 福娃机器人可以通过胸前的触摸屏提供机场及奥运会信息咨询，为旅客提供候机楼内的指路引导服务。 此外，福娃机器人还“能歌善舞”，不仅可以表演独舞、集体舞表演，而且可根据请求“演唱”包括奥运会火炬传递到达国家地区在内的多种民族歌曲。4、260个传感器替“水立方”体检 “水立方”钢结构工程采用国内外首创仿水泡组合的全新结构体系，设计、科研、施工组织均有较大难度。经过各方专家多次论证，决定对“水立方”的钢膜结构进行健康安全监测。目前已有260个传感器成功布置，一万多米的光缆遍布整个结构。该监测项目即将安装钢膜结构上的风压传感器和加速度传感器。整个监测系统的工作原理是，定期采集“水立方”钢膜结构的温度场、钢膜结构的振动等有关数据；对监测期间的安全状态进行评估和预测；在2008年奥运会期间和下一年的残运会期间，此系统将重点对结构安全进行连续监测，为北京奥运会和残运会成功举办提供技术支持，同时还要建立“水立方”设计、建造和运营的历史档案。5、智能视频监控技术在奥运会期间，北京奥林匹克公园平均每天的客流量为15万人次。为了应对突发事件和保障公共安全，奥林匹克公园应用了中科院自动化研究所模式识别国家重点实验室谭铁牛团队开发的“智能视频监控系统”。该系统突破了智能视频监控技术中全天候的运动目标检测、分类及行为分析等关键技术，具有完全自主知识产权，它能全天候地对入口区域、人流通道、公交车站、活动区等重要区域的人流状况进行实时密度分析，并且通过周边区域的人流状况，分析出重点区域的人流密度在将来一段时间的情况预测，一旦超过危险密度值便提供报警信息，从而提前启动应急方案。 6、人脸识别系统8月8日，数万名观众由国家体育场“鸟巢”的100多个人脸识别系统快速身份验证关口有序入场，参加2008北京奥运会的开幕式。这不仅是具有完全自主知识产权的我国人脸识别系统在奥运会开幕式上的成功应用，同时也开创了人脸识别技术应用于奥运会的先河。这套验证系统是由中科院自动化所生物识别与安全技术研究中心李子青团队研究、开发、设计和实施的。这套系统事先对入场券持有者提交的人脸身份照片进行扫描，提取人脸特征，并录入信息数据库。在进入现场时，利用视频摄像头对入场券持有者进行人脸图像采集，并与数据库中的数据进行对比，从而实现人脸身份识别。7、200公里“红外幕墙”监控所有涉奥场馆作为安保科技系统的重要组成部分，北京58个奥运周界、94个奥运场馆区均设有“红外幕墙”报警系统。这面肉眼看不见的“墙”由两根安装了红外装置的立柱组成，立柱之间对接起密集的红外防线。当一定体积物体阻断相连的红外线后，系统就会报警并显示报警位置，其他如摄像头等设备就马上进行目标跟踪，安保工作人员根据目标情况作出处理。 据介绍，这样的“红外幕墙”总周长接近200公里，包围了几乎所有的奥运比赛场馆、餐饮场所、物流中心、奥运村、主新闻中心、身份证检测中心等奥运配套设施。 记者同时了解到，在北京奥运所有场馆区域内，监视系统都采用无盲区设计，利用枪形、球形等多种摄像设备实现“无缝连接”。除个人隐私场所外，被跟踪人员所到达的任何区域，都处于有效监视范围之内。8、电子票证系统首次大规模使用成功北京奥运会期间，记者每次进入比赛场馆、新闻中心或媒体宾馆，都需经历这样一套程序将证件放在专门的设备上，屏幕上会出现登记者的照片和资料，核对验证后再进入下一环节的安检。整套程序仅需几秒钟就能完成。 该系统采用先进的RFID(射频识别，俗称电子标签)技术，每张门票都对应着主人的照片、姓名、性别、国籍、年龄、有效证件号码等。这些信息一起显示在验票机后的电脑显示屏上，同时摄像设备瞬时拍摄照片迅速进行人像识别和匹配检测，完全通过验证后才亮绿灯通行。本届奥运会是世界上首次将RFID技术成功运用于大型赛事，可在较短时间内解决大规模数据收集、核对、检验、比对、识别、应用、处理等一系列技术难题。 北京奥运会期间，观众和各类工作人员进入场馆的有效票证数量达到1300万张，进入场馆的总人次达到1500万次以上。这套系统的成功应用，是奥运安保工作技术和理念上的重大进步。 9、十大科技亮点打造北京智能交通围绕奥运期间的社会面交通控制和赛事交通保障两大中心任务，北京市在智能交通管理方面采用了自动报警的交通事件检测系统、自动识别“单双号”的交通检测系统、公交优先的交通信号控制系统等技术手段，在奥林匹克中心区、奥运场馆周边、行车路线及五环路以内全部实现科技手段覆盖，交通整体控制能力明显提升。奥运会期间，由安装在道路上的142台交通事件检测器等组成的交通事件检测系统，可在第一时间发现交通事故、路面积水等9种意外事件，自动报警并对意外过程全程录像，在指挥中心实时显现，大大提高对交通意外事件的快速反应和处置能力。自动识别“单双号”的交通检测系统，能够对每天上路的数百万车辆进行自动检测，抓拍多种违法车辆，为保证道路畅通，创造良好的大气环境提供强有力的技术支持；在数十辆交通巡逻警车上，安装使用车载交通监测系统，可以对过往车辆进行实时检测，自动识别交通违法行为；根据北京路网结构和行人、机动车、非机动车混合的交通特点，建成了智能控制的区域信号系统，对路口交通信号进行实施优化，可以实现单点的感应优化控制、干线绿波协调控制和区域优化协调控制，使路网综合通行能力提高了15%；根据优先级别，自动延长通过路口的绿灯信号时间，充分满足大容量、高速度的客运需求，为奥运大家庭成员、观赛人群提供高效、快捷的交通服务；分布在全市主干路、环路的228块大型路侧可变情报信息板，以红、黄、绿三种颜色分别表示拥堵、缓行和畅通，每两分钟一次将本区域个性化的适时路况信息提供给道路交通参与者，实现对奥运车辆和社会车辆的全程连续诱导。10、最先进的计时计分系统游泳比赛泳池的跳台安装了起跳探测器，除了能监视抢跳之外，还可以用在接力比赛上。因为在接力比赛中，只有前一名运动员触摸到池边的传感器时，起跳台上探测器的禁令才被解除，下一位运动员才被允许跳入水中。篮球比赛当中的智能哨是篮球比赛当中的一种高科技产品，哨子里带有微型传感器，只要把哨子吹响，信号就可以通过无线电传输，同时自动控制比赛的计时装置，不再需要工作人员手动操作了。自行车比赛中，所有的自行车都要配备一个应答器，它通过无线电传输来确定赛车手的准确位置，还能自动记录穿过终点的时刻。在越野比赛中，在后轮上有一个探测器，它跟位于40公里之外的赛事终端无线连接，电脑可以将位置信号换算成时间和行使圈数，不断地进行核对。马拉松比赛赛道很长，在比赛时，每个选手的鞋上都装备了一个特殊设备一个大约9克重的异频雷达收发机。与之相配套的，在赛道一侧，都会安装一个收发天线，比赛过程中，赛道旁的天线会激活每个选手的收发机，传送他们唯一的身份代码。这样，选手每跑过一段距离所用的时间都能被记录下来。除马拉松比赛之外，在北京奥运会上，自行车系列赛事、山地自行车赛、公开水域游泳赛、铁人三项和竞走等在公共空间里进行的比赛中，都使用了异