CN105209933B - 辐射探测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种辐射探测装置(10)，包括数据处理器(14)，所述数据处理器(14)被设置成通讯地耦合到安装到无人驾驶车辆上的位置传感器(16)和安装到所述无人驾驶车辆上的固态辐射传感器(18)。所述数据处理器被构造成从所述位置传感器接收位置数据，从所述固态辐射传感器接收辐射数据，并且周期性地将所述位置数据与辐射数据进行关联，以形成组合数据。

Description

辐射探测装置和方法
背景技术
一个地方存在的辐射水平可以毫无征兆地发生改变。例如，核电厂或储藏设施处的故障可导致故障地点处的辐射水平快速增加。
虽然大规模的故障对于故障地点附近的人可能是明显的，但是小规模的故障，诸如填充有放射性物质的容器中的裂纹，可能是较不明显的，并且因此可能被忽视一段时间。
同样地，存在一个地方的辐射水平可随着时间而逐渐增加的情况；例如在用于原油开采的管道内。这就是通常所说的自然出现的放射性材料/物质(NORM)。
放射性地点的这种形成物对于放射性地点附近的人可能是有生命威胁的，尤其是如果人不知不觉地被暴露到辐射很长一段时间。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种辐射探测装置，包括数据处理器，所述数据处理器被设置成通讯地连接到：安装到无人驾驶车辆上的位置传感器；以及安装到所述无人驾驶车辆上的固态辐射传感器，所述数据处理器被配置成：
从所述位置传感器接收位置数据；
从所述固态辐射传感器接收辐射数据；以及
周期性地将所述位置数据与辐射数据进行关联，以形成组合数据。
因此，根据本发明的第一方面的辐射探测装置包括数据处理器，所述数据处理器周期性地将位置数据与辐射数据进行组合，以产生组合数据。固态辐射传感器的使用能够以高分辨率映射特定地点处的辐射水平。所述辐射和位置数据源于能够在可能发生放射性异常的监测区进行巡逻的无人驾驶车辆。因此，倘若被探测的辐射水平增加，由所述辐射探测装置产生的组合数据能够提供有用的信息，以帮助辐射附近的人。无人驾驶车辆的使用能够使所述固态辐射传感器停留在紧密靠近监测区内的目标表面，这增加了传感器的灵敏度。
所述数据处理器可以被配置成每秒钟从所述固态辐射传感器接收辐射数据至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。当所述无人驾驶车辆移动时，快速辐射传感器读出能够实现以高空间分辨率进行准确的辐射映射。
所述辐射探测装置可以包括被设置成控制所述固态辐射探测器的装置驱动器。所述装置驱动器可以被配置成提供传感器读出，其包括：跨与所述检测面板关联的电压范围进行扫描，所述电压范围与用于被测辐射的可能的能量值范围相关，所述电压范围被划分为多个子范围或“箱”；当扫描时，对所述子范围内的被测辐射实例进行监测；并且将与所述子范围内的被测辐射实例有关的数据传送到所述数据处理器。
所述装置驱动器可以被配置成跨所述电压范围进行小于五次、优选小于三次并且甚至更优选单次横扫。在本发明的实施例中，这能够实现快速读出时间。
所述装置驱动器可以被配置成将与子范围内的被测辐射实例有关的数据传送到所述数据处理器，但是不传送与其中无辐射已被检测的子范围内有关的数据。在本发明的实施例中，由于带宽不可用性，这能够实现将无延迟地进行连续读出。
所述数据处理器可以被配置成每秒钟将位置数据与辐射数据关联至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。高频率数据关联能够使车辆在监测期间更快移动，而无遗漏区。通过将标识符诸如唯一的参考分派到位置数据段和辐射数据段中的每一个，可以形成组合数据。
所述数据处理器可以被配置成将所述组合数据保存在存储器装置中和/或将所述组合数据传送到远程装置。保存到本地存储器可以提供对传输误差的防范。传送可以使操作员实时探测放射性威胁。
所述位置传感器可以包括以下组中的一个或多个：GPS装置，差分流体压力传感器，诸如空气传感器；红外激光传感器；光检测和测距(LIDAR)，声传感器。传感器的组合可以导致更准确的位置数据。
所述固态辐射传感器可以形成伽马射线光谱仪的一部分，能够使待测辐射强度和放射性核素的类型被确定。
所述辐射探测装置可以包括所述固态辐射传感器。
所述辐射传感器可以包括多个可并联操作的平面检测面板。这可以提供更强健的辐射传感器，这是因为对面板的子集的损伤将降低辐射传感器的整体灵敏度，而不是使得辐射传感器不能操作。
第一面板的定向可以不同于另一个面板的定向。每个面板的定向可以不同于每个其它面板的定向。因此，用于面板的辐射接受包层(acceptance envelope)可以不同。
面板可以被设置成限定诸如圆形、长方形、椭圆形等形状的外围。这能够使辐射传感器符合管道等的内表面，所述无人驾驶车辆被设置成沿着所述管道等行进。
所述辐射传感器可以被准直；例如；探测器面板可以每一个或一起被轴环包围，所述轴环通常相对于面板的一个或多个面正交地延伸。轴环被配置成阻挡或显著地衰减辐射。这具有降低来自背景辐射的噪声的优势。
由一个或多个检测面板限定的总传感器面积尺寸可以至少是10cm2，尺寸优选至少是50cm2，尺寸更优选至少是100cm2。在一些实施例中，每个检测面板的尺寸可以至少是100cm2。这提供了一种敏感探测器，当以快至3m/s的速度行进时，能够在3m的距离处检测100Bq或者2×10-6mCi。
所述辐射探测装置可以具有的质量为5kg或者更小，优选1.5kg或者更小，更优选1kg或者更小，并且甚至更优选500g或者更小。轻的装置可以增加无人驾驶车辆的操作能力。
根据本发明的第二方面，提供了一种无人驾驶车辆，包括根据第一方面的辐射探测装置。
所述无人驾驶车辆可以进一步包括姿势稳定装置，诸如陀螺仪平台，被设置成在所述无人驾驶车辆的移动期间维持所述固态辐射传感器的定向。这可以增加被测位置和与所述位置对准的辐射源的检测之间的映射准确度，诸如直接位于所述位置下面，这可以提高空间分辨率。
所述无人驾驶车辆可以被设置成自主地移动。在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆可以被配置成相对于监测区的目标表面移动，从而与那里间隔不大于5m，优选不大于4m，更优选不大于3m，并且甚至更优选不大于2m。优选的是，当进行辐射监测时，所述无人驾驶车辆靠近目标表面，由于从辐射点源的射线路径收集更多的能量，这提供了增加的辐射传感器灵敏度。
所述无人驾驶车辆可以包括无人驾驶飞行器，诸如多旋翼飞行器，或者无人驾驶的陆上车辆或者无人驾驶的潜水的/水下的车辆。当使用多旋翼飞行器时，优选的是使用六个或更多个旋翼，以提供增加的稳定性。
根据本发明的第三方面，提供了一种利用无人驾驶车辆检测辐射的方法，所述方法包括步骤：
从与所述无人驾驶车辆关联的位置传感器接收位置数据；
从与所述无人驾驶车辆关联的固态辐射传感器接收辐射数据；并且
周期性地将所述位置数据与辐射数据进行关联，以产生组合数据。
因此，根据本发明的该方面的辐射探测方法包括周期性地将位置数据与辐射数据组合，以产生组合数据。利用固态辐射传感器的该辐射映射能力能够实现高分辨率映射特定地点处的辐射水平。由能够在放射性异常可能发生的监测区内进行巡逻的无人驾驶车辆获得所述辐射和位置数据。因此，倘若被测的辐射水平增加，由所述辐射探测装置产生的所述组合数据能够提供有用的信息，以帮助辐射附近的人。无人驾驶车辆的使用能够使所述固态辐射传感器停留在紧密靠近监测区内的目标表面，这增加了传感器的灵敏度。
所述方法可以包括每秒钟从所述固态辐射传感器接收辐射数据至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。当无人驾驶车辆移动时，快速辐射传感器读出能够实现以高空间分辨率进行精确的辐射映射。已知的固态辐射传感器，尤其是伽马射线探测器，将不具有充分的快速读出时间以便能够以足够的分辨率进行辐射映射，因此当车辆以0.5-3m/s之间的速度移动时，不能够对局部的辐射异常进行实时映射。
所述方法可以包括：
跨与所述辐射传感器的检测面板关联的电压范围进行扫描，所述电压范围对应于用于被测辐射的可能的能量值范围，所述电压范围被划分为多个子范围；
当扫描时，对所述子范围内的被测辐射实例进行监测；并且
利用与所述子范围内的被测辐射实例有关的数据形成辐射数据。
所述扫描步骤可以包括小于五次、优选小于三次并且甚至更优选仅单次跨所述电压范围的横扫。在本发明的实施例中，这能够实现快速读出时间。
所述形成辐射数据的步骤可以包括将与子范围内的被测辐射实例有关的数据传送到所述数据处理器，但是不传送其中与无辐射已被检测的子范围有关的数据。在本发明的实施例中，由于带宽无效性，这能够无延迟地进行连续读出。
可以每秒钟将位置数据与辐射数据关联至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。高频率数据关联能够使车辆在监测期间更快移动，无遗漏区。通过将标识符诸如唯一的参考分派至位置数据段和辐射数据段中的每一个，可以形成组合数据。
所述方法可以包括：
在所述组合数据的创建期间，相对于目标表面移动所述无人驾驶车辆，从而与那里隔开不大于5m。
所述无人驾驶车辆可以适合于移动，或者被配置成以0-5m/s之间的速度移动，优选以0-3m/s之间、更优选以0-2m/s之间并且在一些实施例中以小于1m/s的速度移动。较慢的速度可以导致增加的辐射传感器灵敏度。已经发现0-2m/s提供了灵敏度和车辆前进之间的最佳权衡。
本发明的实施例可以被用于探测辐射，用于以下多个目的的一个或多个：
·核事件的快速灾难响应监测，提供关于传播、源和强度的实时数据。这能够从现场事件延伸到恐怖主义事件。
·核地点(内部地和外部地)、采矿作业和油气设施的日常监测。
·用于停用作业地点的环境监测。
·对于消耗了贫铀弹药的交战地带的环境监测。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明的一种实施例的辐射探测装置的示意图；
图2是多面板辐射传感器的示意图；
图3是具有处于不同定向的面板的多面板辐射传感器的示意图；
图4是多面板辐射传感器的示意图；
图5a和5b是被准直的辐射传感器的示意图；
图6是示出了根据本发明的一种实施例的检测辐射的方法的流程图；以及
图7是根据本发明的一种实施例的无人驾驶飞行器和辐射探测装置的简图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一种实施例的辐射探测装置10的示意图。辐射探测装置10可以被设置成探测目标表面诸如地面上的辐射点源。
辐射探测装置10被设置成与无人驾驶车辆12物理地关联。例如，辐射探测装置10可以被安装到无人驾驶车辆12的上面或下面，或者以其他方式与无人驾驶车辆12物理地连接。优选的是，辐射探测装置被物理地定位在无人驾驶车辆12的外表面上的一点的1m以内，并且优选在0.5m以内，从而提供合理的小的整体包层。
辐射探测装置10包括数据处理器14，可以是任何适当的数据处理器，诸如微处理器或微控制器；例如Raspberry Pi(TM)、Arduino(TM)或Beagleboard(TM)。在一些实施例中，数据处理器14可以包括多个数据处理器。
数据处理器14被配置成从位置传感器16接收位置数据。位置传感器16可以是设置成提供与位置传感器16的位置有关的信息的任何适当的装置。由此能够确定辐射探测装置10和/或无人驾驶车辆12的位置。优选的是，位置传感器16提供三维的位置数据。位置传感器16可以包括一个或多个分离的定位元件，诸如全球定位系统(GPS)探测器，用于提供空间的X和Y位置至+/-10cm以内，以及用于测定差压的装置，以提供高度或Z位置至+/-1cm以内，红外激光传感器；LIDAR，声传感器。传感器的组合可以导致更加准确的位置数据。在一些实施例中，Z轴范围探测器可以被包括，以提供关于潜在的目标表面的信息。
在其他的实施例中，位置传感器16可以被设置成具有其环境和环境内的起始点的已有知识，并且可以利用传感器测量并追踪其在环境内的移动。
数据处理器14被配置成从固态辐射传感器18接收辐射数据。任何适当的固态辐射传感器18即半导体辐射传感器可以被提供，以便将x-射线或伽马-射线光子转化为电子。这种探测器可以被调谐到仅排除具有给定能量的伽马射线。优选地，可以使用镉锌碲探测器，这是因为这种探测器具有对伽马-射线的高灵敏度和理想的能量分辨率。与其他类型的辐射传感器(诸如闪烁管)相比，固态辐射传感器18能够实现快速读出。当和移动的无人驾驶车辆一起使用时，快速辐射传感器读出可以导致增加的空间分辨率。优选的是，辐射传感器18是伽马射线光谱仪，由于这能够使辐射强度和放射性核素类型都将被确定。对于高辐射应用或长期的暴露，优选使用单晶或多晶金刚石晶片探测器。
存储器装置15被设置成与数据处理器14通讯。存储器装置15可以包括一个或多个存储器装置。存储器装置15储存控制软件和装置驱动器，用于能够使数据处理器14与位置传感器16和固态辐射传感器18通讯并且产生组合数据。
辐射传感器装置驱动器被配置成在诸如0-500V的电压范围内并且在诸如100Hz的特定频率处改变检测面板上的势差(PD)。电压范围与可能探测的能量值范围有关。可能探测的能量值范围被划分为组或“箱”。较少数量的箱可以提高处理效率。箱的数量和配置可以由感兴趣的辐射源确定。当PD改变时，如果辐射传感器检测处于相应于箱的能量水平的辐射，一个“计数”被放置在箱中。驱动器被配置成使辐射传感器读出包括以比PD频率慢的速度跨PD范围的单次横扫。在单次横扫期间，驱动器注释哪个箱子具有计数，并且一旦被注释，删除计数。一旦已经完成横扫，驱动器将仅与具有计数的箱子有关的数据发送到数据处理器，以形成组合数据。单次横扫提供快速读出时间。计数数据的发送仅增加传输效率，减少了整个通道带宽对于随后的横扫传输不可用的可能性。
位置传感器装置驱动器被配置成接收与位置传感器16的XYZ位置有关的信息。驱动器优选地通过采用多个在那里可利用的卫星的差分GPS获得X和Y位置。驱动器从差分气压获得Z值，其与声阵列(或类似的)组合，以获得平台周围的地形信息。该信息被转播到处理单元14。
数据处理器14被配置成周期性地将来自位置传感器16的位置数据与来自辐射传感器18的辐射数据进行关联，以形成代表特定场所的辐射水平的组合数据。组合数据产生的频率通常受限于辐射传感器18的读出时间。通过将相应的位置数据段和辐射数据段分派唯一的参考，诸如辐射传感器18读出时间，可以形成组合数据。在大多数的实施例中，每当辐射传感器18被读出时，将形成组合数据，但是在一些实施例中，数据处理器14可以被配置成较不频繁地从位置传感器16读出，并且对位置数据读出数值进行插值，以获得用在组合数据中的估计的位置数据；这在无人驾驶车辆12不大可能偏离配置的行进路径的实施例中可能是可接受的。优选的是，相应的辐射和位置数据被暂时同步，即对应于相同的时间点，因而这提供了高度的空间准确性。然而，将被领会的是，实际上通常将存在小的时间延迟，并且较大的时间延迟对于一些应用可能是可接受的，诸如其中无人驾驶车辆被设置成以0.1m/s或更小的速度沿着行进路径移动的那些应用。
数据处理器14可以被构造成每秒钟将位置数据与辐射数据关联至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。高频数据关联能够使无人驾驶车辆12在监测期间更快移动，无遗漏区。
数据处理器14可以与输入/输出(I/O)模块20，诸如无线收发器，通讯，以便能够使位置数据、辐射数据和/或组合数据将被传输到远程装置。I/O模块20也可以被用于接收用于控制无人驾驶车辆12的指令。在一些实施例中，信号可以经由柔性系绳线往返于无人驾驶车辆进行发送。
因此，根据本发明的第一方面的辐射探测装置包括数据处理器，其周期性地将位置数据与辐射数据进行组合，以产生组合数据。固态辐射传感器的使用能够实现以高分辨率映射特定场所处的辐射水平。辐射和位置数据源于能够对其中放射性异常可能发生的监测区进行巡逻的无人驾驶车辆。因此，倘若被探测的辐射水平增加，由辐射探测装置产生的组合数据可以提供有用的信息，以帮助辐射附近的人。无人驾驶车辆的使用能够使固态辐射传感器停留在紧密靠近监测区内的目标表面，这增加了传感器的灵敏度。
在一些实施例中，辐射传感器18可以包括可并联操作的平面半导体检测面板18a-18d的阵列，如在图2中示出的。这可以提供一种更强健的辐射传感器，因为对面板子设备的损坏将降低辐射传感器的整体灵敏度，而不是使整个辐射传感器不能操作。多个检测面板18a-18d可以通过共同定位多个单面板辐射传感器18而被提供。
如在图3中示出的，在一些实施例中，辐射传感器18′的第一面板18a′的定向可以不同于另一个面板18b′的定向。每个面板的定向可以不同于每个其它面板的定向。
如在图4中示出的，在一些实施例中，检测面板18a″-18d″可以被设置成限定几何形状22的外围，诸如圆形、长方形、椭圆形等。检测面板18a″-18d″被设置成面对几何形状22的外围。这能够使辐射传感器18″符合管道等的内表面，无人驾驶车辆被设置成沿着管道等行进。
根据本发明的实施例的辐射传感器可以被准直；例如，如在图5a和5b中示出的，探测器面板18″′或面板18a″′-18d″′可以每一个或一起被从通常相对于此正交的探测器区域的外围延伸的轴环24包围。准直辐射传感器具有的优势是降低来自背景辐射的噪声。
在本发明的实施例中，由一个或多个检测面板限定的总辐射传感器18的面积尺寸可以至少是10cm2，优选尺寸至少是50cm2，更优选尺寸至少是100cm2。在一些实施例中，每个检测面板的尺寸可以至少是10cm2，优选尺寸至少是50cm2，更优选尺寸至少是100cm2。这提供了一种敏感探测器，当以快至3m/s的速度行进时，能够在3m的距离处检测100Bq或2×10- 6mCi。
辐射探测装置可以具有的质量是5kg或更小，优选1.5kg或更小，更优选1kg或更小，并且甚至更优选500g或更小。轻的装置可以增加无人驾驶车辆的操作能力。
在一些实施例中，可以提供姿势稳定装置诸如陀螺仪平台，被设置成维持辐射传感器18在无人驾驶车辆12移动期间的定向。这可以增加空间的灵敏度。
在组合数据的创建期间，无人驾驶车辆可以被配置成相对于目标表面移动，从而与那里间隔不大于5m，优选不大于4m，更优选不大于3m，并且甚至更优选不大于2m。优选的是，在辐射检测期间，无人驾驶车辆靠近目标表面，由于这通常将导致来自目标表面上的源的更多放射性能量被探测器收集，产生了提高的灵敏度。也可以提高空间分辨率。
无人驾驶车辆可以被配置成以0-5m/s之间的速度移动，优选以0-3m/s之间、更优选以0-2m/s之间并且优选小于1m/s的速度移动。较慢的速度导致增加的辐射传感器灵敏度。已经发现0-2m/s提供了灵敏度和车辆前进之间的最佳权衡。
根据本发明的实施例的辐射探测装置可以和任何适当的无人驾驶车辆一起使用；例如，无人驾驶飞行器，诸如多旋翼飞行器，或者无人驾驶的陆上车辆，或者无人驾驶的潜水的/水下的车辆。当使用多旋翼飞行器时，优选使用六个或者更多个旋翼，以提供增加的稳定性。车辆的选择可以受到监测区类型的影响，如现在将被说明的。在一些实施例中，无人驾驶车辆可以被设置成自主地移动。
由于无人驾驶飞行器在潜在的艰难地形上的可操作性，无人驾驶飞行器可以尤其适合于监测诸如核设施的地点。当无人驾驶飞行器被提供时，优选的是无人驾驶飞行器被控制成相对于监测区内的目标表面以与那里小于5m的距离移动。由于从放射性源发射的通常全方向的辐射模式，这样紧密靠近目标表面可以增加探测器的灵敏度。软式飞艇等对于无风环境中的较长监测周期可以是有用的。
无人驾驶的陆上车辆可以尤其适合于建筑物的地面、受限的空间或者作为管道爬行器。
无人驾驶的能潜水的车辆可以特别适合于作为淹没的管道、蓄水/凉水池、湖泊等中的管道爬行器。
图6示出了根据本发明的一种实施例的用于检测辐射的方法30。
在阶段32处，该方法开始。
在阶段34处，该方法确定经过的时间T是否等于关联周期P。如果不是，该方法返回到阶段34。如果是，该方法前进到阶段36。
在阶段36处，该方法从与无人驾驶车辆关联的位置传感器读出位置数据。
在阶段38处，该方法从与无人驾驶车辆关联的辐射传感器读出辐射数据。
在阶段40处，该方法将辐射数据与位置数据进行关联，以形成组合数据。
在阶段42处，该方法确定是否结束，这可以基于无人驾驶车辆的操作能力。如果决定不结束，该方法前进到阶段44。如果决定结束，该方法前进到阶段46。
在阶段44处，经过的时间被重置，并且该方法前进到阶段34。
在阶段46处，该方法结束。
关联周期可以是每秒钟至少一次，优选每500ms至少一次，并且更优选大约每100ms一次。当无人驾驶车辆移动时，快速辐射传感器读出能够实现以高空间分辨率进行精确的辐射映射。
用于辐射传感器的装置驱动器可以被配置成跨与辐射传感器的检测面板关联的电压范围进行扫描，所述电压范围对应于用于被测辐射的可能的能量值范围，所述电压范围被划分为多个子范围；并且当扫描时，在所述子范围内对被测辐射实例进行监测。与所述子范围内的被测辐射实例有关的数据可以作为辐射数据读数被输出，以便与位置数据进行组合。
所述扫描步骤可以包括跨所述电压范围进行五次或更少次横扫。优选的是跨所述电压范围执行小于三次横扫，并且甚至更优选仅单次横扫。在本发明的实施例中，这能够实现快速读出时间。敏感辐射传感器增加了可通过低数量的横扫探测来自点源的辐射的可能性。固态探测板的尺寸和离辐射源的距离影响辐射传感器的灵敏度。
所述输出步骤可以包括将与子范围内的被测辐射实例有关的数据传送到数据处理器，但是不传送与其中无辐射已被检测的子范围有关的数据。
在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆可以被操作，以便相对于目标表面与那里隔开不大于5m地移动。
在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆可以被控制，以便以0-3m/s的平均速度移动。
图7示出了本发明的一种实施例，其中无人驾驶车辆12是可从市场上购买的多旋翼六轴无人驾驶飞行器，由MicroKopter公司以MicroKopter Hexa XL的商标名进行销售。无人驾驶飞行器12提供多至30分钟的飞行时间。无人驾驶飞行器12平台提供对位置、高度和飞行速度的高精度控制，相对地与风速无关。如果需要，它能够在特定点上或者甚至陆地上一次悬停几分钟。
无人驾驶飞行器12能够执行差分GPS，以确定空间的X、Y位置在+/-10cm以内。采用差分气压分析确定系统的高度(Z)。这需要将开始的地面气压与行驶车辆的气压进行比较，从而车辆Z位置被确定在+/-1cm以内。
无人驾驶飞行器12被控制成以0-3m/s之间的速度和1-4m之间的高度在GPS航向点之间移动。
辐射传感器18是Kromtek有限公司生产的固态伽马光谱仪Kromek GR1(TM)，并且具有如下说明书：
·探测器：10mm×10mm×10mm CdZnTe共平面-栅格探测器
·能量范围：20keV至3.0MeV
·能量分辨率：2.0-2.5％FWHM@662keV
·电子噪声：＜10keVFWHM
·最大处理量：32,000计数/秒
·通道数：4096(12位)
·微分非线性：＜±1％
·积分非线性：＜±0.02％
·功耗：250mW
·尺寸规格：25mm×25mm×63mm
·重量：60克
辐射传感器18被安装在可从市场上购买的压电控制的稳定平台13上，以确保辐射传感器18总是垂直向下地瞄准，从而维持空间灵敏度。
辐射传感器18与轻型Raspberry Pi(TM)计算板14集成在一起。如以上参照图1描述的硬件驱动器能够使辐射传感器18和板14之间以及无人驾驶飞行器的飞行计算机和板14之间进行通讯，以获得位置数据。
飞行期间，X，Y，Z数据每500毫秒被记入日志并且记录到板载mircoSD卡。Raspberry Pi 14上的控制软件被设置成以高频率(＞1个点/10毫秒)处理并记录光谱仪18读数，并且将该产生的数据与位置数据结合，从而GPS位置数据与每个位置处的辐射测量一起被记录。
Raspberry Pi 14被设置成使组合数据流被传送到远程的基站，在那里它可以进一步被处理。
该实施例的特征提供了从任何单个位置在数十秒到分钟的周期内获得伽马辐射光谱的能力。
所示实施例的无人驾驶飞行器安装的辐射探测装置的属性包括；
1)以高灵敏度典型地以低剂量率(＜10个计数/秒，＜0.2nCi)探测辐射的能力。
2)被准直(根据需要)，从而它具有的地面空间分辨率＜1m。
3)识别造成放射性的放射性元素。
4)低能量消耗。
5)拥有在短时间间隔(＜1秒，最佳地c.10ms采样率)内连续地记录并传送辐射信号和位置数据两者的能力。
6)展示出对辐射损伤的合理容忍。
尽管上面已参照一个或多个优选实施例描述了本发明，但是将领会到可以做出各种改变或修改，不偏离如附属的权利要求书所限定的本发明的范围。单词“包括”可以意味着“包括”或“由组成”，并且因此不排除存在除了在任何权利要求或整个说明书中列出的那些之外的元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中叙述的某种测量的纯粹事实不指示这些测量的组合不被用于获利。

Claims (10)

1.一种包括辐射探测装置的无人驾驶车辆，所述辐射探测装置包括数据处理器，所述数据处理器通讯地耦合到：安装到无人驾驶车辆上的位置传感器；以及安装到所述无人驾驶车辆上的固态辐射传感器，所述数据处理器被配置成：
从所述位置传感器接收位置数据；
从所述固态辐射传感器接收辐射数据；以及
周期性地将所述位置数据与辐射数据进行关联，以形成组合数据，其特征在于，在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆被配置为以小于或等于5m/s的速度移动且所述数据处理器被配置为每秒钟将位置数据与辐射数据至少关联一次。
2.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，所述数据处理器被配置成将所述组合数据保存在存储器装置内和/或将所述组合数据传送到远程装置。
3.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，所述位置传感器包括以下组中的一个或多个：GPS装置；差分流体压力传感器；红外激光传感器；光检测和测距LIDAR；声传感器；以及用于测定所述辐射探测装置和底层表面之间的距离的其它装置。
4.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，所述固态辐射传感器包括多个半导体检测面板，并且每个检测面板的定向不同于每个其它检测面板的定向。
5.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，所述固态辐射传感器被准直。
6.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，由一个或多个检测面板限定的所述固态辐射传感器的总检测面积的尺寸为至少10cm2。
7.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，进一步包括姿势稳定装置，被设置成在所述无人驾驶车辆的移动期间维持所述固态辐射传感器的定向。
8.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆能够移动，或者被配置成相对于目标表面移动，从而与目标表面隔开不大于5m。
9.根据权利要求1的无人驾驶车辆，其特征在于，所述无人驾驶车辆是无人驾驶飞行器、或者无人驾驶的陆上车辆或者无人驾驶的潜水的/水下的车辆。
10.一种利用无人驾驶车辆检测辐射的方法，所述方法包括步骤：
从与所述无人驾驶车辆关联的位置传感器接收位置数据；
从与所述无人驾驶车辆关联的固态辐射传感器接收辐射数据；以及
周期性地每秒钟将所述位置数据与辐射数据至少关联一次，以产生组合数据，在所述组合数据的创建期间，所述无人驾驶车辆被配置为以小于5m/s的速度移动。
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