CN106066338B - 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法 - Google Patents

自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106066338B
CN106066338B CN201610634464.7A CN201610634464A CN106066338B CN 106066338 B CN106066338 B CN 106066338B CN 201610634464 A CN201610634464 A CN 201610634464A CN 106066338 B CN106066338 B CN 106066338B
Authority
CN
China
Prior art keywords
back scattering
mobile platform
scattering detection
autonomous
checked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610634464.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106066338A (zh
Inventor
赵自然
陈志强
林东
苍安
崔锦
胡斌
张延超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuctech Co Ltd
Original Assignee
Nuctech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuctech Co Ltd filed Critical Nuctech Co Ltd
Priority to CN201610634464.7A priority Critical patent/CN106066338B/zh
Publication of CN106066338A publication Critical patent/CN106066338A/zh
Priority to EP17173781.0A priority patent/EP3279702A3/en
Priority to US15/610,450 priority patent/US10634627B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN106066338B publication Critical patent/CN106066338B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/222—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays measuring scattered radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/203—Measuring back scattering
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/232—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays having relative motion between the source, detector and object other than by conveyor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/05—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection
    • G01N2223/053—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection back scatter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种自主移动的背散射检测设备，所述背散射检测设备包括背散射检测成像装置和移动平台，所述背散射检测成像装置设置在所述移动平台上，所述移动平台被配置为在水平面内自由移动。此外，本发明还提供一种自主移动的背散射检测方法以及一种自主移动的背散射检测设备的定位方法。根据本发明的技术方案可以在不固定的场地和位置进行安全检查，并且提高了背散射检测设备的检测质量。

Description

自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法
技术领域
本发明涉及安全检查技术领域，具体地涉及一种自主移动的背散射检测设备、一种自主移动的背散射检测方法以及一种自主移动的背散射检测设备的定位方法。
背景技术
安全检查是边防、海关、机场等场所必须履行的检查手续，其主要内容是检查货物或行李物品中是否藏有枪支、弹药、易爆、腐蚀、有毒放射性等危险物品，以确保入境或登机的物品不具备危害性，是保障安全的重要预防措施。
背散射检测技术是一种常用的安全检查技术，目前已经发展得较为成熟，然而现有的背散射检测设备都被设置为固定式结构，仅能在固定的场地和位置进行检测，待检物品需要利用传送带顺序经过背散射检测设备的扫描区域来完成检测，因此当待检物品是庞大、沉重的箱体时，对其进行搬运或移动以使其被传送带传送本身就很困难，导致安全检查难于进行。此外，这种固定式的背散射检测设备要求待检物品被规则地放置以完成检测，即便物品已经被放置在传送带上，也要求物品以背散射检测设备能够较好地成像的方式被放置，否则可能导致成像质量降低、检测准确度降低。显然，对于散置、无序存放的待检物品，现有的固定式的背散射检测设备无法完成检测。
背散射检测设备的成像质量与设备和待检物品之间的距离以及照射强度等因素有关，当不同大小、不同放置方式的待检物品经过背散射检测设备的扫描区域时，为获得好的成像质量，需要调整设备和待检物品之间的距离以及照射强度，而固定式的背散射检测设备不能调节该距离和照射强度，特别是不能根据图像质量需要实现动态调节。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种自主移动的背散射检测设备，其可以在不固定的场地和位置进行安全检查。
本发明的目的还在于提供一种能够对体积庞大、难于搬运的物品进行安全检查的自主移动的背散射检测设备。
本发明的目的还在于提供一种能够对散置的、无序存放的物品进行安全检查的自主移动的背散射检测设备。
本发明的目的还在于提供一种可以根据成像质量需要实现动态调节从而获得高质量的检测的自主移动的背散射检测设备。
本发明的目的还在于提供一种能够达到上述目的的自主移动的背散射检测方法以及一种自主移动的背散射检测设备的定位方法。
为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：
一种自主移动的背散射检测设备，所述背散射检测设备包括背散射检测成像装置和移动平台，所述背散射检测成像装置设置在所述移动平台上，所述移动平台被配置为在水平面内自由移动。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台为轮式或履带式移动平台。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台的底盘采用滑差结构，所述移动平台包括两套伺服机构，所述移动平台为两轮式或双履带式移动平台，所述两套伺服机构分别独立地驱动移动平台的两个轮或履带。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台中设置有伺服机构编码器，用于反馈轮或履带运行的距离。
根据本发明的一个优选实施例，所述背散射检测成像装置被配置为通过一套伺服机构在所述移动平台上竖直移动或水平移动。
根据本发明的一个优选实施例，所述伺服机构为电机驱动的升降机。
根据本发明的一个优选实施例，所述背散射检测成像装置被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描。
根据本发明的一个优选实施例，通过所述移动平台的主控单元对所述背散射检测成像装置的移动作脉冲宽度调制控制。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台为所述背散射检测成像装置提供电力和/或所述移动平台为所述背散射检测成像装置提供计算处理能力。
根据本发明的一个优选实施例，所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据成像质量自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节背散射检测成像装置与待检物品之间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节接收端与待检物品之间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据成像质量自主调节背散射检测成像装置的照射强度，以使成像质量最佳。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台被配置为按照轨迹移动，使得背散射检测成像装置顺序完成对多个待检物品的扫描。
根据本发明的一个优选实施例，所述自主移动的背散射检测设备被配置为检测待检物品之间的间隙，以确定待检物品的边界，并被配置为使背散射检测成像装置和/或移动平台移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品的中心。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台中设置有激光测距模块，通过旋转激光测距模块获取移动平台前方270°范围内的待测点的位置距离信息。
根据本发明的一个优选实施例，所述移动平台中设置有存储器，用于存储所述自主移动的背散射检测设备运行所需的信息。
根据本发明的另一个方面的实施例，提供了一种根据前述的自主移动的背散射检测设备的背散射检测方法，所述背散射检测方法包括如下步骤：
利用笛卡尔坐标系的轨迹跟踪控制算法，确定多个待检物品的轮廓曲线；
根据所述轮廓曲线形成移动平台的轨迹曲线；
利用移动平台的主控单元控制移动平台沿所述轨迹曲线移动到第一待检物品附近，并控制背散射检测成像装置对第一待检物品执行扫描；以及
继续沿所述轨迹曲线移动所述移动平台，使得背散射检测成像装置顺序完成对多个待检物品的扫描。
根据本发明的一个优选实施例，确定多个待检物品的轮廓曲线的步骤包括：使移动平台就位，通过旋转移动平台的激光测距模块获取移动平台前方270°范围内的待检物品的位置距离信息，通过处理器滤波后得到待检物品的有效的数据点，然后处理器利用所述数据点计算笛卡尔坐标系下的多个待检物品的轮廓曲线函数。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：检测待检物品之间的间隙，以区分不同的待检物品，记录所述间隙的位置。
根据本发明的一个优选实施例，在检测出待检物品之间的间隙之后，按照散射角和背散射检测成像装置的接收端的面积计算出最佳扫描距离。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：在所述移动平台上竖直移动或水平移动所述背散射检测成像装置，以成像质量最佳地对待检物品进行扫描。
根据本发明的一个优选实施例，所述背散射检测成像装置被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描。
根据本发明的一个优选实施例，通过所述移动平台的主控单元对所述背散射检测成像装置的移动作脉冲宽度调制控制。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：根据成像质量自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节背散射检测成像装置与待检物品之间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节接收端与待检物品之间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：根据成像质量自主调节背散射检测成像装置的照射强度使得成像质量最佳。
根据本发明的一个优选实施例，还包括：检测待检物品之间的间隙，以确定待检物品的边界，并且使背散射检测成像装置和/或移动平台移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品的中心。
根据本发明的再一个方面的实施例，提供了一种根据前述的自主移动的背散射检测设备的定位方法，所述定位方法包括如下步骤：
使移动平台移动到能够探测多个特征点的位置，提取多个特征点；
使移动平台停止移动，观测提取到的特征点，确定特征点是否是静止的特征点，以筛选出静止的特征点；
以移动平台上的参考点的当前位置为原点、移动平台的正面朝向为X轴正方向建立笛卡尔坐标系，计算所述多个特征点在该笛卡尔坐标系下的坐标，记录特征点的坐标；
划分第一定位区域和第二定位区域，所述第一定位区域包括移动平台能够同时观测到三个或三个以上的特征点的区域，所述第二定位区域为除第一定位区域之外的区域；以及
当移动平台位于第一定位区域时，利用三点定位算法确定移动平台的位置，当移动平台位于第二定位区域时，利用移动平台的伺服机构编码器确定移动平台的位置。
根据本发明的一个优选实施例，筛选出的静止的特征点包括5-10个特征点，并且如果筛选出的静止的特征点少于5个，所述定位方法控制所述移动平台移动至新位置，重新提取并筛选特征点。
根据本发明的一个优选实施例，所述特征点包括墙角、立柱或门框。
根据本发明的一个优选实施例，利用三点定位算法确定移动平台的位置包括：旋转移动平台的激光测距模块分别测量移动平台距离三个特征点的距离，利用该距离和所记录的三个特征点的坐标确定移动平台的位置。
根据本发明的一个优选实施例，利用移动平台的伺服机构编码器确定移动平台的位置包括通过两个独立地运行的伺服电机编码器反馈轮或履带运行的距离，从而利用移动平台的主控单元计算出移动平台的位置和姿态角。
根据本发明的一个优选实施例，当移动平台位于第一定位区域时，使用利用三点定位算法确定的位置覆盖利用伺服机构编码器确定的位置，以消除累积误差。
通过本发明的技术方案，背散射检测成像装置置于移动平台上，可以在不固定的场地和位置进行安全检查，背散射检测设备可以移动到待检物品的位置处，因而无需移动体积较大、难于运输的物品，并且检测允许在物品处于散乱的状态下进行，降低了对物品放置方式的要求。本发明的自主移动的背散射检测设备可以根据成像质量需要自主调节背散射检测成像装置与待检物品之间的距离、以及背散射检测成像装置的照射强度，从而能够获得最佳的成像质量、提供准确的检测。除实现上述效果外，本发明还实现了自主移动的背散射检测设备的准确定位，减小累积误差的出现。
附图说明
图1为根据本发明实施例的自主移动的背散射检测设备的结构示意图；
图2为示出自主移动的背散射检测设备的扫描质量控制过程的示意图；
图3为示出自主移动的背散射检测设备的扫描质量控制过程的流程图；
图4为根据本发明实施例的自主移动的背散射检测方法的流程图；
图5为定位区域的示意图；以及
图6为示出自主移动的背散射检测设备的定位过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明总体上的发明构思，提供了一种自主移动的背散射检测设备4，所述背散射检测设备4包括背散射检测成像装置1和移动平台2，所述背散射检测成像装置1设置在所述移动平台2上，所述移动平台2被配置为在水平面x-y内自由移动。所述移动平台2为所述背散射检测成像装置1提供电力和/或所述移动平台2为所述背散射检测成像装置1提供计算处理能力。如图1所示，背散射检测成像装置1通过一套伺服机构在所述移动平台2上沿z轴竖直移动。在替代的实施例中，背散射检测成像装置1也可以沿水平方向移动。在图1所示的实施例中，所述伺服机构为电机驱动的升降机3。需要说明的是，所述背散射检测成像装置可以被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描，本文并不意在对此进行限制。
在该实施例中，所述移动平台2可以为轮式或履带式移动平台，所述移动平台2的底盘采用滑差结构，所述移动平台2包括两套伺服机构，所述移动平台2为两轮式或双履带式移动平台，所述两套伺服机构分别独立地驱动移动平台的两个轮或履带。所述移动平台2中设置有伺服机构编码器，用于反馈轮或履带运行的距离。其中移动平台2中设置有主控单元，例如主控PLC，通过所述移动平台2的主控单元对所述背散射检测成像装置1的移动作脉冲宽度调制(PWM)控制。
图2示出了自主移动的背散射检测设备4的扫描质量控制过程，如图2所示，背散射检测设备4沿着轨迹T行进到待检物品5附近，对待检物品5进行背散射检测。自主移动的背散射检测设备4根据成像质量自主移动背散射检测成像装置1和/或移动平台2，以调节背散射检测成像装置1与待检物品5之间的距离L。替代地或者附加地，所述自主移动的背散射检测设备4根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置1和/或移动平台2，以调节接收端与待检物品5之间的距离。此外，所述自主移动的背散射检测设备4还可以被配置为根据成像质量自主调节背散射检测成像装置1的照射强度，以使成像质量最佳。完成一个待检物品5的扫描后，所述移动平台2按照轨迹T移动到下一个待检物品5，使得背散射检测成像装置1顺序完成对多个待检物品5的扫描。
根据本发明的一个优选实施例，自主移动的背散射检测设备4可以被配置为检测待检物品5之间的间隙，以确定待检物品的边界，并被配置为使背散射检测成像装置1和/或移动平台2移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品5的中心。
图3为示出自主移动的背散射检测设备4的扫描质量控制过程的流程图，如图3所示，首先对背散射检测设备4进行初始化，初始化后判断是否需要自适应调整，当需要自适应调整时首先调整背散射检测成像装置1与待检物品5之间的照射距离L，调整照射距离L后程序判断是否满足图像要求，如果不满足图像要求返回数据0，如果满足图像要求判断是否可以调整照射强度I，在不可以调整照射强度I的情况下返回数据0，在可以调整照射强度I的情况下对照射强度I进行调节，此后判断是否满足图像要求，不满足要求返回数据0，满足要求返回数据1，最后控制过程结束。
进一步地，所述移动平台2中设置有激光测距模块(LSF)，通过旋转激光测距模块获取移动平台前方270°范围内的待测点的位置距离信息，所述移动平台2中设置有存储器，用于存储所述自主移动的背散射检测设备运行所需的信息。
根据本发明总体上的发明构思，还提供了一种自主移动的背散射检测设备4的背散射检测方法，所述背散射检测方法包括如下步骤：利用笛卡尔坐标系的轨迹跟踪控制算法，确定多个待检物品5的轮廓曲线f(x)；根据所述轮廓曲线形成移动平台2的轨迹曲线t(x)；利用移动平台2的主控单元控制移动平台2沿所述轨迹曲线移动到第一待检物品5附近，并控制背散射检测成像装置1对第一待检物品5执行扫描；以及继续沿所述轨迹曲线移动所述移动平台2，使得背散射检测成像装置1顺序完成对多个待检物品5的扫描。其中，确定多个待检物品5的轮廓曲线的步骤包括：使移动平台2就位，通过旋转移动平台2的激光测距模块获取移动平台2前方270°范围内的待检物品5的位置距离信息，通过处理器(优选地为ARM处理器)滤波后得到待检物品的有效的数据点，然后处理器利用所述数据点计算笛卡尔坐标系下的多个待检物品5的轮廓曲线函数f(x)。主控单元PLC通过函数信息产生相应的轨迹曲线函数t(x)，轨迹曲线函数t(x)的相应点到轮廓曲线函数f(x)的距离为d，d近似为背散射检测成像装置1与待检箱体5的距离。
在执行自主移动的背散射检测设备4的背散射检测方法的过程中，还包括：检测待检物品5之间的间隙，以区分不同的待检物品5，记录所述间隙的位置。在检测出待检物品5之间的间隙之后，按照散射角和背散射检测成像装置1的接收端的面积计算出最佳扫描距离。
根据本方法的优选实施例，背散射检测方法还包括：在所述移动平台2上竖直移动或水平移动所述背散射检测成像装置1，以成像质量最佳地对待检物品5进行扫描。附加地，所述背散射检测成像装置1可以被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描。
其中移动平台2中设置有主控单元，通过所述移动平台2的主控单元对所述背散射检测成像装置1的移动作脉冲宽度调制控制。所述背散射检测方法还包括：根据成像质量自主移动背散射检测成像装置1和/或移动平台2，以调节背散射检测成像装置1与待检物品5之间的距离。附加地或者替代地，还包括：根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置1和/或移动平台2，以调节接收端与待检物品5之间的距离。根据一个优选的实施例，所述背散射检测方法还包括：根据成像质量自主调节背散射检测成像装置1的照射强度使得成像质量最佳。优选地，所述背散射检测方法检测待检物品之间的间隙，以确定待检物品的边界，并且使背散射检测成像装置和/或移动平台移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品的中心。
下面以箱体货物为例参数图4详细说明根据本发明实施例的自主移动的背散射检测方法的工作流程。首先开始检测初始化，然后处理货物边缘轨迹，形成多个货物的轮廓曲线，然后跟踪该轨迹产生移动平台2的运行轨迹，移动平台2循该轨迹运行，然后检测箱缝、遍历整个轨迹，同时记录所有箱缝信息，然后根据箱缝信息计算箱体宽度使移动平台2向箱体中点移动，然后判断是否到达中点(扫描点)，如果是否，则按照轨迹移动调整，之后重新判断是否到达中点，如果是，则移动举升装置(即升降机3)对箱体扫描，此后判断是否完成箱体扫描，未完成继续扫描，已完成则判断是否完成所有箱体扫描，如果已完成所有箱体扫描则工作流程结束，否则移动到下一箱体中点(扫描点)，重复“是否到达中点(扫描点)”之后的步骤。
根据本发明总体上的发明构思，还提供了一种自主移动的背散射检测设备4的定位方法，所述定位方法包括如下步骤：使移动平台2移动到能够探测多个特征点的位置，提取多个特征点，在图5所示的实施例中，特征点为虚拟路标点1-8；使移动平台2停止移动，观测提取到的特征点，确定特征点是否是静止的特征点，以筛选出静止的特征点；以移动平台2上的参考点的当前位置为原点(0，0)、移动平台的正面朝向为X轴正方向建立笛卡尔坐标系，计算所述多个特征点在该笛卡尔坐标系下的坐标，记录特征点的坐标(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)；划分第一定位区域和第二定位区域，所述第一定位区域包括移动平台能够同时观测到三个或三个以上的特征点的区域，所述第二定位区域为除第一定位区域之外的区域，如图5所示，图中示出的不可利用虚拟路标定位区域即为第二定位区域；以及当移动平台2位于第一定位区域时，利用三点定位算法确定移动平台2的位置，当移动平台2位于第二定位区域时，利用移动平台2的伺服机构编码器确定移动平台2的位置。
在所述的定位方法中，参照图5，为了提取特征点(一般为墙角、杆等)，背散射检测设备4(机器人)首先自主移动到合适位置，便于提取覆盖范围很广的特征点，然后筛选出5-10个静止的特征点，如果筛选出的静止的特征点少于5个，所述定位方法控制所述移动平台2移动至新位置，重新提取并筛选特征点。在图5所示的实施例中，观测区域包括障碍物6和立柱7，在图示的位置，背散射检测设备4可以辨识并记录出虚拟路标点1-8，作为特征点，所述特征点可以为墙角、立柱或门框。
其中利用三点定位算法确定移动平台2的位置包括：旋转移动平台2的激光测距模块分别测量移动平台2距离三个特征点的距离(r1，r2，r3)，利用该距离和所记录的三个特征点的坐标(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)确定移动平台2的位置。利用移动平台2的伺服机构编码器确定移动平台2的位置包括通过两个独立地运行的伺服电机编码器反馈轮或履带运行的距离，从而利用移动平台2的主控单元计算出移动平台2的位置和姿态角。当移动平台2位于第一定位区域时，使用利用三点定位算法确定的位置覆盖利用伺服机构编码器确定的位置，以消除累积误差。
下面参考图6，描述自主移动的背散射检测设备4的定位过程的流程，首先开始启动系统、初始化，然后启动激光测距模块(LSF)扫描，判断是否满足特征点提取要求，如果不满足提取要求则移动平台2自主移动到新的位置重新启动LSF扫描，如果满足提取要求则初始化全局坐标系，计算特征点在这个坐标系下的坐标(x，y)即虚拟路标，虚拟路标及第一定位区域程序引用，如图6所示，计算第一定位区域和对应的虚拟路标并存储虚拟路标及第一定位区域数据，同时系统运行，查询移动平台2是否运行在第一定位区域，如果否，则使用基于伺服机构编码器(驱动轮编码器)计算坐标定位和姿态，如果是，则运行三点定位程序定位、根据两点定位坐标确定姿态，然后结束程序，不返回变量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (32)

1.一种自主移动的背散射检测设备，其特征在于，所述背散射检测设备包括背散射检测成像装置和移动平台，所述背散射检测成像装置设置在所述移动平台上，所述移动平台被配置为在水平面内自由移动，
其中所述自主移动的背散射检测设备被配置为检测待检物品之间的间隙，以确定待检物品的边界，并被配置为使背散射检测成像装置和/或移动平台移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品的中心。
2.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台为轮式或履带式移动平台。
3.根据权利要求2所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台的底盘采用滑差结构，所述移动平台包括两套伺服机构，所述移动平台为两轮式或双履带式移动平台，所述两套伺服机构分别独立地驱动移动平台的两个轮或履带。
4.根据权利要求3所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台中设置有伺服机构编码器，用于反馈轮或履带运行的距离。
5.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述背散射检测成像装置被配置为通过一套伺服机构在所述移动平台上竖直移动或水平移动。
6.根据权利要求5所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述伺服机构为电机驱动的升降机。
7.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述背散射检测成像装置被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描。
8.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
通过所述移动平台的主控单元对所述背散射检测成像装置的移动作脉冲宽度调制控制。
9.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台为所述背散射检测成像装置提供电力和/或所述移动平台为所述背散射检测成像装置提供计算处理能力。
10.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据成像质量自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节背散射检测成像装置与待检物品之间的距离。
11.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节接收端与待检物品之间的距离。
12.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述自主移动的背散射检测设备被配置为根据成像质量自主调节背散射检测成像装置的照射强度，以使成像质量最佳。
13.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台被配置为按照轨迹移动，使得背散射检测成像装置顺序完成对多个待检物品的扫描。
14.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台中设置有激光测距模块，通过旋转激光测距模块获取移动平台前方270°范围内的待测点的位置距离信息。
15.根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备，其特征在于：
所述移动平台中设置有存储器，用于存储所述自主移动的背散射检测设备运行所需的信息。
16.一种根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备的背散射检测方法，其特征在于，所述背散射检测方法包括如下步骤：
利用笛卡尔坐标系的轨迹跟踪控制算法，确定多个待检物品的轮廓曲线；
根据所述轮廓曲线形成移动平台的轨迹曲线；
利用移动平台的主控单元控制移动平台沿所述轨迹曲线移动到第一待检物品附近，并控制背散射检测成像装置对第一待检物品执行扫描；以及
继续沿所述轨迹曲线移动所述移动平台，使得背散射检测成像装置顺序完成对多个待检物品的扫描。
17.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
确定多个待检物品的轮廓曲线的步骤包括：使移动平台就位，通过旋转移动平台的激光测距模块获取移动平台前方270°范围内的待检物品的位置距离信息，通过处理器滤波后得到待检物品的有效的数据点，然后处理器利用所述数据点计算笛卡尔坐标系下的多个待检物品的轮廓曲线函数。
18.根据权利要求17所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：检测待检物品之间的间隙，以区分不同的待检物品，记录所述间隙的位置。
19.根据权利要求18所述的背散射检测方法，其特征在于：
在检测出待检物品之间的间隙之后，按照散射角和背散射检测成像装置的接收端的面积计算出最佳扫描距离。
20.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：在所述移动平台上竖直移动或水平移动所述背散射检测成像装置，以成像质量最佳地对待检物品进行扫描。
21.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
所述背散射检测成像装置被配置为自下而上、自上而下、自左而右或自右而左地执行扫描。
22.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
通过所述移动平台的主控单元对所述背散射检测成像装置的移动作脉冲宽度调制控制。
23.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：根据成像质量自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节背散射检测成像装置与待检物品之间的距离。
24.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：根据背散射成像装置接收端的散射角自主移动背散射检测成像装置和/或移动平台，以调节接收端与待检物品之间的距离。
25.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：根据成像质量自主调节背散射检测成像装置的照射强度使得成像质量最佳。
26.根据权利要求16所述的背散射检测方法，其特征在于：
还包括：检测待检物品之间的间隙，以确定待检物品的边界，并且使背散射检测成像装置和/或移动平台移动并姿态调整到根据所述边界确定的所述待检物品的中心。
27.一种根据权利要求1所述的自主移动的背散射检测设备的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括如下步骤：
使移动平台移动到能够探测多个特征点的位置，提取多个特征点；
使移动平台停止移动，观测提取到的特征点，确定特征点是否是静止的特征点，以筛选出静止的特征点；
以移动平台上的参考点的当前位置为原点、移动平台的正面朝向为X轴正方向建立笛卡尔坐标系，计算所述多个特征点在该笛卡尔坐标系下的坐标，记录特征点的坐标；
划分第一定位区域和第二定位区域，所述第一定位区域包括移动平台能够同时观测到三个或三个以上的特征点的区域，所述第二定位区域为除第一定位区域之外的区域；以及
当移动平台位于第一定位区域时，利用三点定位算法确定移动平台的位置，当移动平台位于第二定位区域时，利用移动平台的伺服机构编码器确定移动平台的位置。
28.根据权利要求27所述的定位方法，其特征在于：
筛选出的静止的特征点包括5-10个特征点，并且如果筛选出的静止的特征点少于5个，所述定位方法控制所述移动平台移动至新位置，重新提取并筛选特征点。
29.根据权利要求28所述的定位方法，其特征在于：
所述特征点包括墙角、立柱或门框。
30.根据权利要求27所述的定位方法，其特征在于：
利用三点定位算法确定移动平台的位置包括：旋转移动平台的激光测距模块分别测量移动平台距离三个特征点的距离，利用该距离和所记录的三个特征点的坐标确定移动平台的位置。
31.根据权利要求27所述的定位方法，其特征在于：
利用移动平台的伺服机构编码器确定移动平台的位置包括通过两个独立地运行的伺服电机编码器反馈轮或履带运行的距离，从而利用移动平台的主控单元计算出移动平台的位置和姿态角。
32.根据权利要求27所述的定位方法，其特征在于：
当移动平台位于第一定位区域时，使用利用三点定位算法确定的位置覆盖利用伺服机构编码器确定的位置，以消除累积误差。
CN201610634464.7A 2016-08-04 2016-08-04 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法 Active CN106066338B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610634464.7A CN106066338B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法
EP17173781.0A EP3279702A3 (en) 2016-08-04 2017-05-31 Autonomously mobile backscatter detection apparatus and method, and positioning method for the apparatus
US15/610,450 US10634627B2 (en) 2016-08-04 2017-05-31 Autonomously mobile backscatter detection apparatus and method, and positioning method for the apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610634464.7A CN106066338B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106066338A CN106066338A (zh) 2016-11-02
CN106066338B true CN106066338B (zh) 2019-03-19

Family

ID=57206853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610634464.7A Active CN106066338B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10634627B2 (zh)
EP (1) EP3279702A3 (zh)
CN (1) CN106066338B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107553488B (zh) * 2017-09-01 2019-03-08 北京信息职业技术学院 一种室内移动机器人测试系统和方法
CN113805193A (zh) * 2020-05-29 2021-12-17 清华大学 背散射机器人的防误触发方法、背散射机器人及路径规划方法
CN111818273A (zh) * 2020-08-04 2020-10-23 深圳市软筑信息技术有限公司 一种智能led补光系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104062688A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 同方威视技术股份有限公司 基于分布式辐射源的x射线背散射通道式车辆安检系统和方法
CN104133251A (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 清华大学 移动式背散射成像安检设备及方法
GB2519241A (en) * 2014-11-10 2015-04-15 Epicuro Ltd Security inspection robot
CN205898713U (zh) * 2016-08-04 2017-01-18 同方威视技术股份有限公司 自主移动的背散射检测设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5181234B1 (en) * 1990-08-06 2000-01-04 Rapiscan Security Products Inc X-ray backscatter detection system
US5936240A (en) * 1996-01-30 1999-08-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Mobile autonomous robotic apparatus for radiologic characterization
JP3657854B2 (ja) * 2000-05-10 2005-06-08 日本電信電話株式会社 遠隔地観測装置
US8355818B2 (en) * 2009-09-03 2013-01-15 Battelle Energy Alliance, Llc Robots, systems, and methods for hazard evaluation and visualization
US8027427B2 (en) * 2009-08-31 2011-09-27 Morpho Detection, Inc. Systems and method for scanning a continuous stream of objects
US8917927B2 (en) * 2010-08-17 2014-12-23 Telesecurity Sciences, Inc. Portable backscatter advanced imaging technology scanner with automated target recognition
US9055886B1 (en) * 2011-01-05 2015-06-16 Sandia Corporation Automatic tool alignment in a backscatter x-ray scanning system
US8908831B2 (en) * 2011-02-08 2014-12-09 Rapiscan Systems, Inc. Covert surveillance using multi-modality sensing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104062688A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 同方威视技术股份有限公司 基于分布式辐射源的x射线背散射通道式车辆安检系统和方法
CN104133251A (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 清华大学 移动式背散射成像安检设备及方法
GB2519241A (en) * 2014-11-10 2015-04-15 Epicuro Ltd Security inspection robot
CN205898713U (zh) * 2016-08-04 2017-01-18 同方威视技术股份有限公司 自主移动的背散射检测设备

Also Published As

Publication number Publication date
US10634627B2 (en) 2020-04-28
CN106066338A (zh) 2016-11-02
US20180038809A1 (en) 2018-02-08
EP3279702A3 (en) 2018-05-30
EP3279702A2 (en) 2018-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106066338B (zh) 自主移动的背散射检测设备和方法及设备的定位方法
JP6850867B2 (ja) 寸法閾値を超えて延在しているアイテムを検出する検出器を有する自動格納及び取得システム
AU2018264741B2 (en) System and method for mapping a railway track
CN104731102B (zh) 一种基于超声波和蓝牙的跟随机器人定位系统
KR102091165B1 (ko) 터널 균열 검사 장치
CN107807652A (zh) 物流机器人、用于其的方法和控制器及计算机可读介质
CN106808473A (zh) 信息处理装置及信息处理方法
CN105388474B (zh) 毫米波三维全息扫描成像设备及人体或物品检查方法
CN108007451A (zh) 货物承载装置位姿的检测方法、装置、计算机设备和存储介质
US10365397B2 (en) Container inspection system and port facility
CN205898713U (zh) 自主移动的背散射检测设备
CN106596565A (zh) 一种基于机械手的实时在线检测方法及检测系统
CN106448189A (zh) 基于微波的多车道测速和卡口触发的方法与装置
CN109697478A (zh) 一种货物身份信息获取装置及其控制方法
CN116678399B (zh) 集装箱内搬运感知系统的多源信息融合定位方法及系统
CN106093089A (zh) 安检设备和方法
CN207867562U (zh) 对放射性物质三维定位追踪装置
US20110186739A1 (en) Mobile tomographic cargo inspection system
JP2018105804A (ja) 計測情報取得方法および電界強度測定用作業車
US20160166173A9 (en) Device For The Detection Of Metallic Surgical Articles And Harmonic And RFID Tagging Markers
Chou et al. Encoder-camera-ground penetrating radar sensor fusion: Bimodal calibration and subsurface mapping
BR112021014679A2 (pt) Aparelho de varredura de carga
Krotkov Laser rangefinder calibration for a walking robot
CN110006925A (zh) 一种通过射线检测物体的方法及装置
KR101010781B1 (ko) 비접촉 환경 계측 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램이 기록된기록매체

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant