CN109941702B - 一种x射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种X射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统，其特征在于：输送皮带线有两条，每条输送皮带线由一个独立的电机驱动；检查通道的入口处安装有第一图像采集设备；检查通道的出口处安装有第二图像采集设备；控制器的I/O端口分别与前进按键、后退按键和停止按键、两台电机的驱动端子电连接；同一时刻，两台电机仅有一台前进或者后退，另外一台电机停机；图像处理器的I/O端口分别与第一图像采集设备、第二图像采集设备、控制器电连接；图像处理器将第一图像采集设备和第二图像采集设备的图像数据进行比对，判定行李是否发生错位，如果发生错位，则控制器控制相应的电机停机或者是后退；否则，电机保持正常运行状态。

Description

一种X射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统

技术领域

本发明属于民用航空防安全技术领域，具体涉及一种X射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统。

背景技术

众所周知，民航机场，是指专供民用航空器起飞、降落、滑行、停放以及进行其他活动使用的划定区域，包括附属的建筑物、装置和设施。民航机场不包括临时机场和专用机场。近年来，随着全球安全形势的日益严峻，以及人类生活水平的快速提高，民航机场的安保等级及客流量日益增加；为了保证民航机场的安全正常运营，民航机场用X射线机器视觉安检设备无论是种类还是数量都在快速增长。本发明所涉及的X射线机器视觉安检设备系指跨装在民航机场航站楼内交运行李输送线上的X射线安全检查设备，这种X射线安全检查设备专为检查旅客交运行李而设计，借助位于航站楼内值机柜台侧后方，称重输送带与投放输送带之间的过渡输送带，将待检的旅客交运行李送人检查通道，接受X射线的扫描，从而完成检查。通常情况下，每两组相邻并列的过渡输送带跨装一台X射线机器视觉安全检查设备，即在两条并列的过渡带上覆盖有安检设备的检查通道。由于这种X射线机器视觉安全检查设备是借助交运行李的过渡输送带进行工作的，所以该设备本身的配置并不带有传送带。为了拓展这类X射线机器视觉安全检查设备的应用范围，使其在脱离旅客交运行李输送线的情形下亦能够正常使用，就需要对这种设备进行一定的技术改造，依安检设备通道宽度增加两组并列的传送带及其相应的控制装置。但是，在这种安检设备的拓展应用实践中发现，设备在开机前，检查通道中时有遗留的被检测物出现；在开机后检查期间，被检物会发生倾翻至另一侧的传送带上的异常情况；这极易造成漏检，酿成空防安全事故。因此，基于上述设备应用中出现的缺陷：设计开发一种适于本发明所涉及的X射线机器视觉安全检查设备用双传送带控制系统显得是尤为重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种X射线机器视觉安检设备用双传送带的控制系统，此控制系统能够满足该类型安检设备的需求，其通过拾取安检设备开机时发生的一个电压值(通常是24VDC)，作为控制过程的开始，并以此来实现与X射线机器视觉安全检查设备的联动，即安检设备开机，此控制系统开始工作，安检设备关机，此控制系统停止工作；同时当被检物在安检设备开机前或安检过程中发生下列异常情况时：

1、开机前通道内传送带上有异物(异物1)，L1指示灯燃亮；

2、开机前通道内传送带支架边缘无传送带的区域有异物(异物2)，L2指示灯燃亮；

3、被检物向另一侧传送带倾翻，L3指示灯燃亮；

4、被检物倾翻落在传送带支架的边缘无传送带区域，L3指示灯燃亮；

5、传送带1或传送带2带速异常时，L4指示灯燃亮。

遇有上述情况发生时，该系统会及时发出暂停、后退的传送带控制信号，同时在图像工作站显示屏上伴有相应的字符出现，提示进行相应的调整或维修，以保证安检过程及结果正常可靠。

本发明的目的是提供一种X射线机器视觉安检设备用双传送带线控制系统，包括传送带输送线、控制上述输传送带输送线动作的控制终端；上述传送带输送线动作包括前进、后退和停止；上述控制终端包括前进按键、后退按键和停止按键；上述行李安检设备包括横跨于输送线上的“Π”形检查通道、位于防检查通道内的射线发生器和射线接收器、与射线接收器进行数据交互的接收终端；上述传送带输送线有两条，每条输送皮带线由一个独立的滚筒式电机驱动；两条传送带输送线位于同一水平面上，且两者相互平行；两条输送皮带线之间的距离小于5cm；其中：

在上述检查通道内的入口处安装有第一图像采集设备；

在上述检查通道内的出口处安装有第二图像采集设备；

还包括：

控制两台滚筒式电机动作的控制器，其前端感知部件可以是设置在传送带支架上的红外光电开关或架设在检查通道入口端感知被检物放置在哪条传送带上的视频相机，上述控制器的I/O端口分别与前进按键、后退按键和停止按键、两台电机的驱动端子电连接；同一时刻，上述两台电机仅有一台前进或者后退，另外一台电机停机；当传送带1运行时绿色的L5指示燃亮，当传送带2运行时绿色的L6指示燃亮；

接收第一图像采集设备和第二图像采集设备图像数据的图像处理器，上述图像处理器的I/O端口分别与第一图像采集设备、第二图像采集设备、控制器电连接；上述图像处理器将第一图像采集设备和第二图像采集设备的图像数据进行比对，判定行李是否发生错位，上述错位包括倾倒、从一条输送皮带线移至另外一条输送皮带线；如果发生错位，则控制器控制相应的电机停机或者是后退；否则，电机保持正常运行状态。

进一步：上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为红外相机。

更进一步：上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，输送皮带线的运行速度为v，上述t＝L/v；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，则差值为0，否则差值为非0。

进一步：上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为两台红外相机，即在每条输送皮带线上方设置两台红外相机。

更进一步：上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，输送皮带线的运行速度为v，上述t＝L/v；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，则差值为0，否则差值为非0。

更进一步：上述第一图像采集设备、第二图像采集设备通过交换机和图像处理器进行数据交互。

更进一步：上述控制终端依次通过PI接口、解码模块与控制器电连接。

上述控制器与射线发生器、射线接收器进行数据交互；当控制器向电机发送后退指令时，控制器同时关闭射线发生器和射线接收器。

更进一步：在上述交换机上还连接有检测异物的第三图像采集设备；上述第三图像采集设备对检查通道的下表面进行全景成像，并将全景成像发送给图像处理器，上述图像处理器通过对全景成像的分析进而判定传送带上是否有异物或传输带之间是否有异物或传输带两侧是否有异物。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明采用上述技术方案，使原本仅用于行李输送线上检查旅客交运行李的X射线机器视觉安检设备适用于各种面积允许的应用场地；由于采用了两条传送带输送线，因此能够满足安检设备不同位置安放被检物的需求；使用安检设备原有操作键盘来控制新增的两组传送带，同时实现自动识别选择放置被检物的传送带，并对其进行操作键盘控制，给操作人员带来与其它安检设备相同的操作体验；在安检设备开机前检查通道内留有异物或行李在安检的过程中有异常情况，则图像处理器及时输出错位检测结果，进而控制器控制相应的警示及电机停止倒退，对该行李进行再次扫描安检，这样能够极大地提高安检的质量，提升民航机场的安全裕度；当控制器向电机发送后退指令时，控制器同时关闭射线发生器和射线接收器，这样能够防止辐射污染。

附图说明

图1为本发明优选实施的电路图；

图2为本发明优选实施例中的按键信号提取电路图；

图3为本发明优选实施例中的行李放置架结构图；

图4为本发明优选实施例中触发X射线的光电开关反光板支架结构图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图4，一种X射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统，包括传送带输送线、控制上述传送输送线动作的控制终端；上述传送带输送线动作包括前进、后退和停止；

请参阅图2，上述控制终端包括前进按键、后退按键和停止按键；上述安检设备包括横跨于传送带输送线上的“Π”形检查通道、位于检查通道内的射线发生器和射线接收器、与射线接收器进行数据交互的接收终端；为了防止辐射，在检查通道的入口和出口分别设置有遮挡铅门帘；

射线发生器与传送带输送线的运行平面相垂直；为了实现本发明所涉及的安检设备的需求，上述传送带输送线有两条，每条传送带输带线由一个独立的电机驱动；两条输送皮带线位于同一水平面上，且两者相互平行；两条输送皮带线之间的距离小于5cm；本优选实施例中的电机以滚筒式电机(马达)为例；

作为优选，传送输送线说明：传送带总体宽度800mm，长度2300mm，高度300mm，滚筒式电机安装于传送带出口端，电容分相启动；入口端安装与滚筒式电机直径与宽度相同的无动力滚筒；依传送带支架的长度配置传送带，宽度不小于650mm；

两条输送传送带结构相同。并列送入安检设备通道，调整地脚保持水平。其中：

在上述检查通道的入口处安装有第一图像采集设备；

在上述检查通道的出口处安装有第二图像采集设备；

还包括：

控制两台电机动作的控制器，上述控制器的I/O端口分别与前进按键、后退按键和停止按键、两台电机的驱动端子电连接；同一时刻，上述两台电机仅有一台前进或者后退，另外一台电机停机；请参阅图1，作为优选，控制器通过继电器J4控制二号电机的工作状态，控制器通过继电器J5控制一号电机的工作状态；

接收第一图像采集设备和第二图像采集设备图像数据的图像处理器，上述图像处理器的I/O端口分别与第一图像采集设备、第二图像采集设备、控制器电连接；上述图像处理器将第一图像采集设备和第二图像采集设备的图像数据进行比对，判定行李是否发生错位，上述错位包括倾倒、从一条输送皮带线移至另外一条输送皮带线；如果发生错位，则控制器控制相应的电机停机或者是后退；否则，电机保持正常运行状态。

作为优选，由于检查通道内光线比较暗淡：因此为了保证图像的清晰度，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为红外相机。

上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，输送皮带线的运行速度为v，上述t＝L/v；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，光电开关可以采用对射式或反射式；为了减少布线，本优选实施例采用的是反射式光电开关，即安检通道的一侧设置光电开关，在安检通道的另外一侧设置反光板，光电开关发出的光信号对射于反光板后反射回光电开关上；请参阅图4，本优选实施例中，在传送带支架远离安检设备通道壁一侧的边缘处，设置光电开关反光板支架，位置与安检设备中安装的光电开关相对应，以反光板支架底座中心点开宽度3mm，长度45mm的长圆孔。该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，则差值为0，否则差值为非0。

作为优选，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为两台红外相机，即在每条传送带输送线上方设置两台红外相机。

上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，输送皮带线的运行速度为v，上述t＝L/v；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，则差值为0，否则差值为非0，L3指示灯燃亮；

为了保证信号传输的质量：上述第一图像采集设备、第二图像采集设备通过交换机和图像处理器进行数据交互。

上述控制终端依次通过PI接口、解码模块与控制器电连接。

上述控制器与射线发生器、射线接收器进行数据交互；当控制器向电机发送后退指令时，控制器同时关闭射线发生器和射线接收器。该控制过程可以通过软件模块实现，也可以通过继电器和逻辑电路实现。

在上述交换机上还连接有检测异物的第三图像采集设备；上述第三图像采集设备对检查通道的下表面进行全景成像，并将全景成像发送给图像处理器，上述图像处理器通过对全景成像的分析进而判定传送带上是否有异物或传输带之间是否有异物或传输带两侧是否有异物。本优选实施例中的第三图像采集设备采用的是红外相机，该安检设备工作之前，首先通过第三图像采集设备对检测通道内的状态进行检测，判定检测通道内是否有异物；其具体的检测原理为：将全景图像与没有异物时的全景成像进行比对，通过比对结果首先判定是否存在异物，当异物存在时，通过对图像的分析得出异物的位置；随后根据异物的位置发出如下不同的指示信号：如果开机前通道内传送带上有异物，则L1指示灯燃亮；如果开机前通道内传送带支架边缘无传送带的区域有异物，则L2指示灯燃亮；

由于传输带的传输速度和X摄像成像质量有直接的影响，因此为了保证成像质量的可靠性，目前X射线机器用的传输带的带速大约为0.35m/s；在上述优选实施例的基础上，上述X射线机器视觉安检设备用双传送带控制系统还包括检测传输带速度的速度传感器；上述速度传感器检测结果直接发送给控制器；控制器将实际速度和预设速度进行比对，进而判定传输带的带速是否正常；由于速度传感器属于比较成熟的技术，因此技术人员可以直接从市场进行购买，优选精度比较高的激光速度传感器。当速度传感器检测结果与预设速度不匹配时，则L4指示灯燃亮。

请参阅表1，

表1、传送带控制元件明细

本发明工作原理为：旅客将行李置于任一传送带输送线上，随后通过控制器开启该条传送带输送线的拖动电机，在该条传送带的带动下，行李进入安检设备的检查通道，则触发第一图像采集设备和延时器，随后第一图像采集设备和第二图像采集设备将图像信息发送给图像处理器，图像处理器将两个图像信息进行比对，判定行李是否发生错位等异常情况，如果比对结果为发生错位，则控制器控制相应的电机停机，随后由工作人员将行李移动至入口从新进行检测，或者是将行李重新放置，控制相应输送皮带线后退，此时射线发生器和射线接收器停止工作，行李回到初始位置后，控制器控制相应电机动作，随后对该行李进而二次安检；否则，电机保持正常运行状态。

为了实现对检查通道外旅客放置的行李及旅客本人的实时监控，在检查通道上还安装有视频相机。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种X射线机器视觉安检设备用双传送带输送线控制系统，包括传送带输送线、控制上述传送带输送线动作的控制终端；上述传送带输送线动作包括前进、后退和停止；上述控制终端包括前进按键、后退按键和停止按键；上述安检设备包括横跨于传送带输送线上的“Π”形检查通道、位于检查通道内的射线发生器和射线接收器、与射线接收器进行数据交互的接收终端；其特征在于：上述传送带输送线有两条，每条传送带输送线由一个独立的滚筒式电机驱动；两条传送带输送线位于同一水平面上，且两者相互平行；两条传送带输送线之间的距离小于5cm；其中：

在上述检查通道的入口处安装有第一图像采集设备；

在上述检查通道的出口处安装有第二图像采集设备；

还包括：

控制两台电机动作的控制器，上述控制器的I/O端口分别与前进按键、后退按键和停止按键、两台电机的驱动端子电连接；同一时刻，上述两台电机仅有一台前进或者后退，另外一台电机停机；

接收第一图像采集设备和第二图像采集设备图像数据的图像处理器，上述图像处理器的I/O端口分别与第一图像采集设备、第二图像采集设备、控制器电连接；上述图像处理器将第一图像采集设备和第二图像采集设备的图像数据进行比对，判定行李是否发生错位，上述错位包括倾倒、从一条传送带输送线移至另外一条传送带输送线；如果发生错位，则控制器控制相应的电机停机或者是后退；否则，电机保持正常运行状态；当错位为倾倒，L3指示灯燃亮；

检测传送带速度的速度传感器；上述速度传感器将检测结果直接发送给控制器；控制器将实际速度和预设速度进行比对，进而判定传送带的带速是否正常；当速度传感器检测结果与预设速度不匹配时，则L4指示灯燃亮；

上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为两台红外相机，即在每条传送带输送线上方设置两台红外相机；

上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，传送带输送线的运行速度为v，上述t＝L/v；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，在传送带支架远离安检设备通道壁一侧的边缘处，设置光电开关反光板支架，光电开关反光板支架的位置与安检设备中安装的光电开关相对应，以反光板支架底座中心点开宽度3mm，长度45mm的长圆孔；该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，则差值为0，否则差值为非0；

上述第一图像采集设备、第二图像采集设备通过交换机和图像处理器进行数据交互；

上述控制终端依次通过PI接口、解码模块与控制器电连接；

上述控制器与射线发生器、射线接收器进行数据交互；当控制器向电机发送后退指令时，控制器同时关闭射线发生器和射线接收器；

在上述交换机上还连接有检测异物的第三图像采集设备；上述第三图像采集设备对检查通道的下表面进行全景成像，并将全景成像发送给图像处理器，上述图像处理器通过对全景成像的分析进而判定传送带上是否有异物或传送带之间是否有异物或传送带两侧是否有异物；

该安检设备工作之前，首先通过第三图像采集设备对检查通道内的状态进行检测，判定检查通道内是否有异物；具体的检测原理为：将全景成像与没有异物时的全景成像进行比对，通过比对结果首先判定是否存在异物，当异物存在时，通过对图像的分析得出异物的位置；随后根据异物的位置发出如下不同的指示信号：如果开机前通道内传送带上有异物，则L1指示灯燃亮；如果开机前通道内传送带支架边缘无传送带的区域有异物，则L2指示灯燃亮。

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