Ausbau eines radiometrischen Abbildungssystems zur Personenkontrolle für die Teilnahme an der NATO DAT7 Techdemo und Common Shield 08

Abstract

In der Zeit vom 18. August bis 05. September 2008 wurde auf dem Marinestützpunkt in Eckernförde für die NATO DAT#7 „Techdemo 08“ und für das ZTransBW CD&E Vorhaben „Common Shield 08“ der vom DLR-IHR entwickelte, abbildende, radiometrische Personenscanner LPAS aufgestellt und betrieben. LPAS war dabei Teil einer für das Vorhaben simulierten Personenzugangskontrolle. Ziel des LPAS Einsatzes war die Detektion von verborgenen Objekten unter der Kleidung von kontrollierten Personen mittels eines abbildenden, passiven Mikrowellenradiometersystems im W Band. Während der Experimentszenarien wurden insgesamt 47 Abbildungen von eingeteilten „Spielern“ und Zivilpersonen durchgeführt. Dabei war im Vorhinein nicht bekannt, welche Gegenstände die Personen unter der Kleidung verborgen hatten. Von einer kontrollierten Person wurde die Vorder- und die Rückseite radiometrisch abgebildet und jeweils ein optisches Bild aufgenommen. Die radiometrischen Bilder wurden durch manuelle Auswertung auf verdächtige Objekte hin untersucht, wobei durchweg in den zugehörigen optischen Bildern keine verdächtigen Objekte erkennbar waren. Eine Zusammenstellung der radiometrischen und optischen Bilder der Person wurde mit einer entsprechenden Alarmmeldung an die vernetzte Operationszentrale weitergeleitet. Trotz ungünstiger Randbedingungen (extrem schlechtes Wetter, nasses Zeltdach, Störsignale) wurden sehr gute Ergebnisse bei der Detektion von unter der Kleidung verborgenen, verdächtigen Objekten erzielt. Als Kleidung wurden verschiedene militärische Uniformen (Kampfanzug, Dienstanzug) sowie zivile Hemden, Hosen, Jacken und auch dickere Mäntel getragen. Bei den Objekten handelte es sich meist um Waffen oder Waffenteile, Messer, Mobiltelefone, Schlüssel und Zigarettenpackungen. Auch eine unter einer weiten, kräftigen Jacke verborgene Sprengstoffweste konnte klar erkannt werden. Aufgrund der notwendigerweise sehr kurz gewählten Abbildungszeit von 23 Sekunden, für einen Bildbereich von 1,2 m Breite und 1,5 m Höhe, und dem teils starken Rauschen im Bild durch äußere Einflüsse, war die Bildqualität bei einzelnen Abbildungen zwar degradiert, ließ jedoch immer noch eine ausreichende Detailanalyse für die Erkennung von verdächtigen Objekten zu. Die Abbildungsergebnisse zeigen, dass Objekte auch unter Stoffmänteln und Jacken klar erkennbar sind. Dies ist z.B. für Personenkontrollen wichtig, wo Frauen durch weite Umhänge (Burka) vollständig verhüllt sind, die nicht abgelegt werden. Entsprechend kann mit der berührungslosen, abbildenden Kontrolle auch diese Personengruppe untersucht werden. Dickere Mäntel sind zwar noch weitgehend transparent für Mikrowellen, jedoch verursachen sie schon eine höhere Signaldämpfung. In ungünstigen Fällen kann die Interpretation von Objekten unter der Kleidung dadurch erschwert werden. Aus diesem Grund sollte Überbekleidung möglichst bei der Personenkontrolle abgelegt und gesondert untersucht werden, wie es bei Kontrollen z.B. am Flughafen üblich ist. Kopfbedeckungen wie z.B. militärische Dienstmützen sollten ebenfalls abgelegt werden. Ihr Erscheinen im radiometrischen Bild deutet darauf hin, dass sie aus Materialien gefertigt ist, die für Mikrowellen nicht besonders transparent sind. Daher ist eine gesonderte Untersuchung parallel zu Personenkontrolle notwendig, um darin versteckte Gegenstände detektieren zu können. Radiometrische Personenabbildungen nutzen ausschließlich passive Sensorik und sind deshalb gesundheitlich unbedenklich, da die kontrollierte Person keiner künstlichen Bestrahlung ausgesetzt ist, wie es bei Radar- oder Röntgenverfahren der Fall ist. Das radiometrische Messsignal ist die von der Person selbst emittierte und an ihr reflektierte natürlich erzeugte elektromagnetische Strahlung. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass durch das Abbildungsverfahren und die eingestellte räumliche Auflösung keine moralisch und ethisch bedenklichen körperspezifischen Merkmale sichtbar werden. Lediglich die Körperumrisse sind deutlich zu sehen und unter der Kleidung mitgeführte Objekte heben sich vom Körperhintergrund ab. Anhand der durchgeführten Messungen konnte nachgewiesen werden, dass ein abbildendes Radiometersystem grundlegend die Fähigkeiten für den Einsatz bei der sicherheitsrelevanten Personenkontrolle zur Detektion von verborgenen Gegenständen bietet. Bei dem eingesetzten DLR Personenscanner LPAS handelt es sich um ein Experimentalsystem zur Verfahrensuntersuchung. Daher ergeben sich auf Basis des verwendeten Abbildungsprinzips zahlreiche Optimierungsmöglichkeiten für ein kostengünstiges aber sehr leistungsfähiges Personenkontrollsystem, das in Hinblick auf einen operationellen Einsatz entwickelt wird. Durch Leichtbauweisen, Miniaturisierung und Empfängeroptimierung sollten auch bei einem einfach aufgebauten mechanischen Abbildungssystem Bildraten im Bereich von 1 bis 2 Hz erzielbar sein. Dies würde ausreichen um durch entsprechende Bildfolgen die Objekterkennung deutlich zu verbessern. Der Einsatz von mehreren um eine Person herum angeordneten Systemen, in einer Art Kontrollschleuse, kann zu einer nochmals verbesserten und schnelleren Objektdetektion beitragen. Ein in dieser Richtung entwickeltes, kompaktes, kostengünstiges, einfaches aber innovatives Abbildungssystem stellt ein attraktives Produkt für die Verbesserung von zivilen und militärischen Personenkontrolleinrichtungen dar.