CN110726994A - 背散射检查车相对位移测量系统 - Google Patents

背散射检查车相对位移测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种背散射检查车相对位移测量系统，包括用于检测被检测物的实时移动数据的第一测量传感器和用于检测所述背散射检查车的实时移动数据的第二测量传感器；通过相对位移测量模块根据背散射检查车的工作模式对第一测量传感器和第二测量传感器的信号进行筛选或者切换，能够将符合背散射检查车工作模式的信号输出至数据采集模块供数据采集模块计算得到被检测物与背散射检查车的相对位移。上述方案，无论背散射检查车工作在何种模式，都能够根据测量传感器检测到的实时移动信号确定被检测物与背散射检查车之间的准确的相对位移，因此能够保证最终得到的背散射扫描图像数据准确匹配背散射检查车与被检测物的相对位移，提高扫描图像的成像效果。

Description

背散射检查车相对位移测量系统
技术领域
本发明涉及辐射成像技术领域，具体涉及一种背散射检查车相对位移测量系统。
背景技术
目前，利用背散射检查车可以对移动或者固定的被检查物体进行扫描检查。背散射检查车至少包括射线源、背散射探测器、成像装置、测速系统，以及相应的图像采集、处理和显示系统；其中，射线源可以根据控制系统的控制信号控制射线束的发射和关闭，射线束可以是本领域内人员熟知的可用于辐射成像的所有类型的射线，包括但不限于X射线、γ(伽玛)射线、中子等，相应的射线源包括但不限于X光机、密封放射源、中子发生器等。背散射探测器用于接收被检查物体散射的射线，从而获得与被检查物体内容物材料、质量厚度等特征对应的检测数据。图像采集、处理和现实系统分别采集和处理背散射探测器接受到的射线数据，形成可供人员查看的检查图像并在相应的显示设备上显示。相对位移测量系统测量背散射检查车与被扫描目标之间的相对位移，以上背散射检查车扫描速度范围为1.5km/h-10km/h。
现有技术中，背散射检查车的工作模式分为两种，移动目标模式和固定目标模式。当采用固定目标模式时，背散射检查车的检测目标为固定目标，被检测对象相对地面静止不动，出射线方向的车体一侧靠近被被检测对象行驶通过，此时相对位移测量系统可以得到背散射检查车和被扫描目标的相对位移，得到该扫描点的横向位置信息。当采用移动目标模式时，背散射检查车的检查对象为移动目标，被检测对象相对地面按照预定的速度移动，出射线方向的车体一侧靠近被检测对象，根据预定速度能够计算出背散射检查车和被扫描目标的相对位移，得到该扫描点的横向位置信息。而一旦被检测对象的移动速度与预定速度不同，就会导致背散射检查车和被扫描目标的相对位移有偏差，得到的扫描点的横向位置信息不准确，则所成图像会由于被检测目标速度的变化而产生压缩或拉伸变形，造成成像效果不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中无法准确检测背散射检查车与被扫描目标的相对位移造成扫描图像成像效果不佳，进而提供一种背散射检查车相对位移测量系统。
为此，本发明提供一种背散射检查车相对位移测量系统，包括：
第一测量传感器，设置于背散射检查车上，用于检测被检测物的实时移动数据并输出表示被检测物实时移动数据的第一实时信号；
第二测量传感器，设置于所述背散射检查车上，用于检测所述背散射检查车的实时移动数据并输出表示背散射检查车实时移动数据的第二实时信号；
相对位移测量模块，其第一输入端接收所述第一测量传感器输出的所述第一实时信号，并根据所述第一实时信号得到第一位移信号；其第二输入端接收所述第二测量传感器输出的所述第二实时信号，并根据所述第二实时信号得到第二位移信号；其控制端响应模式选择信号，所述模式选择信号表示移动目标模式时，其输出端输出第一位移信号；所述模式选择信号表示固定目标模式时，其输出端输出第二位移信号；
数据采集模块，接收所述相对位移测量模块输出的所述第一位移信号或所述第二位移信号；根据所述第一位移信号或所述第二位移信号得到被检测物与背散射检查车的相对位移。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述第一测量传感器为雷达测速仪；所述雷达测速仪设置于所述背散射检查车的车厢厢体下部的第一侧上，所述第一侧为靠近探测器的一侧；所述雷达测速仪的扫描区域包含辐射源的辐射束中心所在的区域。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述第一测量传感器为漫反射光电开关或激光扫描仪或激光测距仪；
所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪设置于所述背散射检查车的车厢厢体的第一面上且相邻所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪之间的距离小于被检测物的连续长度，所述第一面为安装有探测器的一面；所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪的数量为两个以上，并设置于辐射源的辐射束中心两侧；
所述被检测物从所述背散射检查车的车头方向驶入，相继触发每一所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪，根据相邻所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪被触发的时间以及相邻两个所述漫发射光电开关之间的距离，得到被检测物的速度。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述第二测量传感器为设置于轮胎驱动组件中的编码部件，所述编码部件的旋转角度与所述背散射检查车的轮胎旋转角度具有设定关系；所述编码部件输出两路具有固定相位差的第二信号至所述相对位移测量模块；所述相对位移测量模块根据所述第二信号以及预设轮胎尺寸得到所述背散射检查车的实时移动数据。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述相对位移测量模块包括：信号转换器，其输入端与所述第一测量传感器的输出端连接，将所述第一实时信号转换为两路具有固定相位差的第一信号；信号选择器，其第一输入端与所述信号转换器的输出端连接，其第二输入端与所述编码部件的输出端连接，其输出端与所述数据采集模块的输入端连接，其控制端响应模式选择信号；所述模式选择信号表示移动目标模式时，所述信号选择器的第一输入端接收所述第一信号，所述输出端将所述第一信号传输至所述数据采集模块；所述模式选择信号表示固定目标模式时，所述信号选择器的第二输入端接收所述第二信号，所述输出端将所述第二信号传输至所述数据采集模块。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器，所述编码器的旋转角度与所述背散射检查车的轮胎旋转角度同步。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述编码部件为设置于背散射检查车的传动轴上的编码盘，所述编码盘的旋转角度与背散射检查车轮胎的旋转角度之比，等同于背散射检查车轮胎的传动轴与轮胎传动比。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述编码盘包括码盘、第一光电传感器和第二光电传感器；
所述码盘套设于所述传动轴上，其边缘处开设有均匀分布的透光孔；所述透光孔沿圆周方向宽度与未开孔部分沿圆周方向宽度相同；
所述第一光电传感器和所述第二光电传感器固定于所述背散射检查车的安装位置处，所述安装位置相对于车辆底盘处于静止状态，且所述第一光电传感器的探测面正对任一透光孔的中心位置时，所述第二光电传感器的探测面正对一未开孔部分的起始边缘处；所述第一光电传感器和所述第二光电传感器的探测面正对所述透光孔时输出第一电平信号；所述第一光电传感器和所述第二光电传感器的探测面正对所述码盘边缘未开孔位置输出第二电平信号；所述码盘随所述传动轴转动过程中，所述第一光电传感器输出的方波信号与所述第二光电传感器输出的方波信号具有固定相位差。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述数据采集模块包括可逆计数器，所述可逆计数器的输入端与所述信号选择器的输出端连接，接收两路具有固定相位差的第一信号或第二信号，并将所述第一信号或所述第二信号转换为计数值；所述计数值的增加或减少表示所述被检测物与所述背散射检查车相对运动的方向，所述计数值的大小与所述被检测物与所述背散射检查车相对位移满足预设关系。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述计数值的大小与所述相对位移之间的预设关系为：
若所述模式选择信号表示移动目标模式，则在所述第一信号的一个周期T1内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
其中a表示所述第一信号的频率与被检测物的运动速度的比值；
若所述模式选择信号表示固定目标模式，且所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器，则在所述第二信号的一个周期T2内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
S＝π*D/n；
其中，D表示背散射检查车的轮胎直径；n表示所述编码器线数；
若所述模式选择信号表示固定目标模式，且所述编码部件为设置于背散射检查车的传动轴上的编码盘，则在所述第二信号的一个周期T2内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
S＝(π*D/n)/i；
其中，D表示背散射检查车的轮胎直径；n表示所述编码器线数；i表示所述背散射检查车的传动轴与轮胎的传动比。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中：
所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝n/(π*D)；所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝i*n/(π*D)。
可选地，上述的背散射检查车相对位移测量系统中，所述数据采集模块，还用于接收由被检测物散射后的背散射信号；所述数据采集模块将同一时刻接收到的所述计数值与所述背散射信号进行关联存储。
本发明提供的上述技术方案与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
本发明提供的背散射检查车相对位移测量系统，其设置用于检测被检测物的实时移动数据的第一测量传感器以及用于检测所述背散射检查车的实时移动数据的第二测量传感器；通过相对位移测量模块根据背散射检查车的工作模式对第一测量传感器和第二测量传感器的信号进行筛选或者切换，能够将符合背散射检查车工作模式的信号输出至数据采集模块供数据采集模块计算得到被检测物与背散射检查车的相对位移。本发明的上述方案中，无论是背散射检查车工作在何种模式，都能够根据测量传感器检测到的实时移动信号确定被检测物与背散射检查车之间的准确的相对位移结果，因此能够保证最终得到的背散射扫描图像数据准确匹配背散射检查车与被检测物的相对位移，提高扫描图像的成像效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述背散射检查车相对位移测量系统的原理框图；
图2为本发明一个实施例所述雷达测速仪的安装位置示意图；
图3为本发明一个实施例所述漫反射光电开关或激光扫描仪或激光测距仪的安装位置示意图；
图4为本发明另一实施例所述背散射检查车相对位移测量系统的原理框图；
图5为本发明一个实施例所述相对位移测量模块移动目标模式和固定目标模式输出信号接口复用的连接关系示意图；
图6为本发明一个实施例所述编码盘的安装位置示意图；
图7为图6所示的编码盘安装位置的简化结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本发明实施例提供一种种背散射检查车相对位移测量系统，如图1所示，包括第一测量传感器101，第二测量传感器102，相对位移测量模块103和数据采集模块104。其中：
第一测量传感器101，设置于背散射检查车上，用于检测被检测物的实时移动数据并输出表示被检测物实时移动数据的第一实时信号；第二测量传感器102，设置于所述背散射检查车上，用于检测所述背散射检查车的实时移动数据并输出表示背散射检查车实时移动数据的第二实时信号；上述第一测量传感器101和第二测量传感器102能够根据实际要检测的数据进行选定，例如可以测量移动过程中的速度信号、位移信号等，当测量速度信号时，能够根据移动速度和移动时间确定位移。因此，第一测量传感器101和第二测量传感器102可以选择速度传感器、位移传感器等。
相对位移测量模块103，其第一输入端接收所述第一测量传感器101输出的所述第一实时信号，并根据所述第一实时信号得到第一位移信号；其第二输入端接收所述第二测量传感器102输出的所述第二实时信号，并根据所述第二实时信号得到第二位移信号；其控制端响应模式选择信号，所述模式选择信号表示移动目标模式时，其输出端输出第一位移信号；所述模式选择信号表示固定目标模式时，其输出端输出第二位移信号。相对位移测量模块103，根据其接收到的第一实时信号和第二实时信号所代表的信息，选择获得位移信号的方式。例如，第一实时信号、第二实时信号表示的是速度信号时，则可以结合速度和时间得到位移；如果第一实时信号和第二实时信号表示的是车轮旋转圈数时，则可以结合车轮旋转圈数、车轮半径和时间得到位移，如果第一实时信号和第二实时信号表示的是位移时，则可以根据背散射检查车的位移或被检测物的位移直接转换为数据采集模块能够识别的信号。而模式选择信号可以为通过外界触发得到的，例如相对位移测量模块103的控制端能够电连接至两个信号选择按键，一个信号选择按键表示移动目标模式、一个信号选择按键表示的是固定目标模式，当某一按键被触摸或者按下，则相当于响应到对应的模式信号。除此之外，也可以通过自动根据第一测量传感器101或者第二测量传感器102的测量信号判断当前的工作模式，从而对其进行选择。例如，当第一测量传感器101的检测信号在一定的周期内都未发生变化，而第二测量传感器102的信号发生了较大变化时，说明此时被检测物固定不动而背散射检查车在移动，则此时可以确定当前工作模式为固定目标模式。
数据采集模块104，接收所述相对位移测量模块输出的所述第一位移信号或所述第二位移信号；根据所述第一位移信号或所述第二位移信号得到被检测物与背散射检查车的相对位移。在数据采集模块104中，会预先置入相应计算模型，即如何根据位移信号计算得到相对位移，由于这一计算方式可采用现有方法实现，而本发明实施例的核心改进点在于如何确定最准确的位移信号，从而保证计算得到的相对位移最准确，因此本实施例中对于计算方法不再详细描述。
本实施例提供的上述方案中，无论是背散射检查车工作在何种模式，都能够根据测量传感器检测到的实时移动信号确定被检测物与背散射检查车之间的准确的相对位移结果，因此能够保证最终得到的背散射扫描图像数据准确匹配背散射检查车与被检测物的相对位移，提高扫描图像的成像效果。
实施例2
本实施例中提供的背散射检查车相对位移测量系统，如图2所示，其中的所述第一测量传感器为雷达测速仪201；所述雷达测速仪201设置于所述背散射检查车200的车厢厢体下部的第一侧上，所述第一侧为靠近探测器的一侧；所述雷达测速仪201的扫描区域包含辐射源的辐射束中心所在的区域。雷达测速仪201在低速测量时应有较高的灵敏度，较低的响应时间，能够实时测量车速。
如前所述，雷达测速仪201主要是在移动目标模式下，获取移动目标的速度。如图所示，当背散射检查车工作在移动目标模式时，所述被检测物202从所述背散射检查车的车头方向驶入，雷达测速仪201的安装位置位于背散射检查车200的车厢厢体的右下角(即靠近探测器一侧)，雷达测速仪201的扫描区域(图中所示椭圆形区域)设定包含光束中心所在区域，优选所述扫描区域的中心与所述光束中心在同一位置处。当被检测物202(即为图中所示车辆)进入雷达测速仪201的扫描区域时，雷达测速仪201测量被检测物202的速度，并将测量的速度信息通过串口通讯(或其他通讯方式)发送给相对位移测量模块103进行处理。
作为另一种可实现的方案，如图3所示，背散射检查车相对位移测量系统中的所述第一测量传感器为漫反射光电开关301；所述漫反射光电开关301设置于所述背散射检查车300的车厢厢体的第一面上，所述第一面为安装有探测器的一面；所述漫反射光电开关301的数量为两个以上，并且设置于辐射源的辐射束中心两侧。如果漫反射光电开关301仅包括两个也能够测量被检测物的移动速度，此时需要两个漫反射光电开关301设置于辐射源的辐射束中心的一侧。如图所示，当背散射检查车工作在移动目标模式时，所述被检测物302(即图中所示车辆)从所述背散射检查车300的车头方向驶入，相继触发每一所述漫反射光电开关301，根据相邻两个所述漫反射光电开关301被触发的时间以及相邻两个所述漫发射光电开关301之间的距离，得到被检测物302在该相邻两个漫发射光电开关301的区间内时的移动速度。以上，漫反射光电开关301可以使用扫描平面与地面垂直的激光扫描仪代替，激光扫描仪与漫反射光电开关相比，更有效的检测是否有被扫描目标触发。激光扫描仪可以灵活的安装在舱体出射线一侧的任意位置。另外，漫反射光电开关也可以使用功能相似的激光扫描仪或激光测距仪代替。
以图中所示结构为例，其中共安装8个漫反射光电开关301，均安装在背散射检查车300的车厢厢体上设置有探测器的一面，其中，1号漫反射光电开关与8号漫反射光电开关、2号漫反射光电开关与7号漫反射光电开关、3号漫反射光电开关与6号漫反射光电开关、4号漫反射光电开关与5号漫反射光电开关，分别相对于光束中心线对称安装。被检测物302从背散射检查车300的车头驶入，相继触发8个号光电开关，根据相邻的漫反射光电开关被触发的时间以及漫发射光电开关之间的距离，可以计算被扫描目标的区间速度：
式中L表示第(n-1)个漫发射光电开关与第n个漫发射光电开关之间的距离，tn表示第n个漫发射光电开关被触发的时间，tn-1表示第(n-1)个漫发射光电开关被触发的时间。显然，安装的漫反射光电开关301数据越多，越能够反映被检测物302的实时速度，但由此带来的测量误差越大。优选的，使用漫反射光电开关301测量被检测物302的速度，要求被检测物302的连续长度不小于2m，多个被检测物302被连续扫描时，相邻两个被检测物302之间的间距最小为2m。
实施例3
本实施例中提供的背散射检查车相对位移测量系统，所述第二测量传感器可以为设置于轮胎驱动组件中的编码部件，其可以用于在背散射检查车工作于固定目标模式时测量背散射检查车相对于地面的移动速度和移动位移。所述编码部件的旋转角度与所述背散射检查车的轮胎旋转角度具有设定关系；所述编码部件输出两路具有固定相位差的第二信号至所述相对位移测量模块；所述相对位移测量模块根据所述第二信号以及预设轮胎尺寸得到所述背散射检查车的实时移动数据。
以上方案中，所述编码部件可以为编码器，所述编码器可以安装在轮胎轮毂中心处，使用软轴或硬轴连接，编码器的旋转角度与背散射检查车轮胎的旋转角度同步。编码器在旋转过程中输出A/B编码信号(A相位和B相位两个编码信号)，A/B编码信号通常有固定的相位差，一般为90°。
如果背散射检查车仅仅需要单独工作在固定目标模式时，A/B编码信号能够直接接入数据采集模块，数据采集模块使用可逆计数器对A/B编码信号进行计数，根据轮胎尺寸，即可将计数值换算成相应的背散射检查车行驶过的位移。根据计数值变化量以及计数值变化时间，还可以测得背散射检查车行驶速度。
在一个具体示例中，在固定目标模式下，如果安装的编码器为n＝2500线，汽车轮胎直径D＝0.8128m，一个计数器累计值对应的背散射检查车行驶距离为l＝π*D/n＝π*0.8128/2500＝1.02139mm。数据采集模块403的采样频率fc＝200KHz，N＝500个采样点，计数值变化Δ＝10，则该时间段背散射检查车行驶速度为v＝Δ*l*fc/N＝4.08m/s。
由于编码器的安装位置确定，因此可以通过数据采集模块中设置可逆计数器的计数方向判断车辆的行驶方向：计数值增加，则背散射检查车向后移动；计数值减小，背散射检查车向前移动；当然也可相反定义。
作为另一实现方案，所述编码部件为设置于背散射检查车的传动轴上的编码盘，所述编码盘的旋转角度与背散射检查车轮胎的旋转角度之比，等同于背散射检查车轮胎的传动轴与轮胎传动比。编码盘可以安装在背散射检查车传动轴上，编码盘的旋转角度与背散射检查车轮胎的旋转角度之比，和传动轴与轮胎的传动比相同。编码盘在旋转过程中输出A/B编码信号。
如果背散射检查车仅仅需要单独工作在固定目标模式时，A/B编码信号通过相对位移测量模块直接接入数据采集模块，数据采集模块使用可逆计数器对A/B编码信号进行计数，根据传动轴与轮胎的传动比以及轮胎尺寸，即可将计数值换算成相应的背散射检查车行驶过的位移。根据计数值变化量以及计数值变化时间，还可以测得背散射检查车行驶速度。
在一个具体示例中，安装的编码盘为n＝400线，汽车轮胎直径D＝0.8128m，传动轴与轮胎的传动比i＝7，一个计数器累计值对应的背散射检查车行驶距离为l＝π*D/i/n＝π*0.8128/7/400＝0.9119mm。数据采集模块的采样频率fc＝200KHz，N＝500个采样点，计数值变化Δ＝10，则该时间段背散射检查车行驶速度为v＝Δ*l*fc/N＝3.65m/s。
因为编码盘的安装位置确定，所以可以通过可逆计数器的计数方向判断车辆的行驶方向：计数值增加，背散射检查车向后移动；计数值减小，背散射检查车向前移动；当然也可相反定义。
以上方案中的编码器、编码盘也可以使用磁光栅等输出编码信号的设备替代。
实施例4
本实施例中提供一种能根据背散射检查车的工作模式自动切换测量传感器信号的方式。如图4所示，其中：
第一测量传感器401和第二测量传感器402可以分别采用实施例2和实施例3中的方式实现，即第一测量传感器401采用雷达测速仪或者漫反射光电开关实现，第二测量传感器402采用编码器或者编码盘实现。由于编码器或编码盘输出的信号本身就具有固定相位差，因此只需要为第一测量传感器401配置信号转换器即可。所以，所述相对位移测量模块403包括：
信号转换器41，其输入端与所述第一测量传感器401的输出端连接，将所述第一实时信号转换为两路具有固定相位差的第一信号；信号选择器42，其第一输入端与所述信号转换器41的输出端连接，其第二输入端与所述编码部件(即图中第二测量传感器402)的输出端连接，其输出端与所述数据采集模块404的输入端连接，其控制端响应模式选择信号；所述模式选择信号表示移动目标模式时，所述信号选择器42的第一输入端接收所述第一信号，所述输出端将所述第一信号传输至所述数据采集模块404；所述模式选择信号表示固定目标模式时，所述信号选择器42的第二输入端接收所述第二信号，所述输出端将所述第二信号传输至所述数据采集模块404。模式选择信号可以为通过外界触发得到的，例如相对位移测量模块403的控制端能够电连接至两个信号选择按键，一个信号选择按键表示移动目标模式、一个信号选择按键表示的是固定目标模式，当某一按键被触摸或者按下，则相当于响应到对应的模式信号。除此之外，也可以通过自动根据第一测量传感器401或者第二测量传感器402的测量信号判断当前的工作模式，从而对其进行选择。例如，当第一测量传感器401的检测信号在一定的周期内都未发生变化，而第二测量传感器402的信号发生了较大变化时，说明此时被检测物固定不动而背散射检查车在移动，则此时可以确定当前工作模式为固定目标模式。
如图，所述数据采集模块404包括可逆计数器43，所述可逆计数器43的输入端与所述信号选择器42的输出端连接，接收两路具有固定相位差的第一信号或第二信号，并将所述第一信号和所述第二信号转换为计数值；所述计数值的增加或减少表示所述被检测物与所述背散射检查车相对运动的方向，所述计数值的大小与所述被检测物与所述背散射检查车相对位移满足预设关系。
在本实施例中，相对位移测量模块403使用同一个输出接口作为移动目标模式和固定目标模式下的输出信号接口，为实现移动模式和固定模式输出信号接口复用的目的，将固定目标模式测得的速度(雷达测速仪和漫反射光电开关二选一)，转换为A/B编码信号，即使用两路相位相差90°的方波信号输出表示车速。
设定相对位移测量模块403输出方波频率f范围：[0，5000]Hz，其对应速度范围[0，5]m/s。则速度v与输出频率f的对应关系为：f＝1000*v(Hz)，简化为f＝a*v，a＝1000(使用标准单位)。而被检测物和背散射检查车之间的相对距离S＝v*t(无论是在固定目标模式还是在移动目标模式下，计算出的移动距离均可表示相对距离)。如果相对位移测量模块403输出方波一个周期T，可逆计数器43的累计值为1，f＝1/T。由此可以计算得到：
一个周期T内的相对位移：
Figure BDA0001733751400000131
因此，
Figure BDA0001733751400000132
代入a值，得:
s＝1/1000；
因此，可逆计数器43累计一个计数值时对应的距离为s＝1mm。
在某些实施例中，在固定目标模式下，数据采集模块404的采样频率fc＝200KHz，N＝500个采样点，可逆计数器43的计数值变化Δ＝10，则该时间段背散射检查车的行驶速度为v＝Δ*s*fc/N＝4m/s。
由此，实现了相对位移测量模块403的移动目标模式和固定目标模式输出信号接口复用的目的，并且根据数据采集模块404中可逆计数器43的计数方向判断背散射检查车与被检测物相对移动方向：增计数，同向移动；减计数，逆向移动。也可相反定义。
如图5所示，为相对位移测量模块503实现移动目标模式和固定目标模式输出信号接口复用的连接图，光电开关501、雷达测速仪502用于移动目标模式，编码器504用于固定目标模式，两种相对位移测量模式输出的均为A/B编码信号。
结合本实施例中的上述方案和实施例3中的方案，可以确定：如果对a值与轮胎直径、编码器线数、传动比等参数的关系进行设定，则能将可逆计数器的计数值变化与相对位移的计算公式统一，即：
所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝n/(π*D)；所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝i*n/(π*D)。
以上方案中，a值的调整能够通过对程序参数进行简单修改即可实现，容易实现，而且通过对a值进行设定可以不必对工作模式进行区分，无论是第一信号还是第二信号，可逆计数器的计数值变化与相对位移的关系均相同。
实施例5
本实施例中背散射检查车相对位移测量系统中的所述第二测量传感器选择编码盘，如图6和图7所示：
所述编码盘包括码盘601、第一光电传感器602和第二光电传感器603；所述码盘601套设于所述传动轴604上，其边缘处开设有均匀分布的透光孔605；所述透光孔605沿圆周方向宽度与未开孔部分沿圆周方向宽度相同，图中所示透光孔605为矩形孔，因此矩形孔的宽度与相邻两矩形孔之间的未开孔部分的宽度相同。
所述第一光电传感器602和所述第二光电传感器603固定于所述背散射检查车的安装位置处，所述安装位置相对于车辆底盘处于静止状态，图中采用一固定架606实现两者的固定；所述第一光电传感器602和所述第二光电传感器603的探测面与所述透光孔605相对设置，且所述第一光电传感器602的探测面正对任一透光孔的中心位置时，所述第二光电传感器603的探测面正对一未开孔部分的起始边缘处。所述第一光电传感器602和所述第二光电传感器603的探测面正对所述透光孔时输出第一电平信号；所述第一光电传感器602和所述第二光电传感器603的探测面正对所述码盘601边缘未开孔位置输出第二电平信号，第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平。所述码盘601随所述传动轴604转动过程中，所述第一光电传感器602输出的方波信号与所述第二光电传感器603输出的方波信号具有90°的固定相位差。
码盘601安装在传动轴604上，通过光电传感器检测码盘601的转速，进而获得与其同步运动的传动轴转速，再根据传动轴与轮胎的固定的转速比，从而获得轮胎的转速，再根据轮胎的直径就推断出本车的行驶速度；
如图7所示，第一光电传感器602和第二光电传感器603在码盘601转动时，由于透光孔605对光电传感器的遮挡与导通，会使光电传感器产生方波信号，第一光电传感器和第二光电传感器产生的方波信号有90°的相位差，这样就组成一组A/B编码信号。
以上方案中，使用编码盘进行相对位移测量，可以安装在传动轴上，不会突出在舱体外，也不会增大车体的宽度，不存在碰撞损坏的风险。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于，包括：
第一测量传感器，设置于背散射检查车上，用于检测被检测物的实时移动数据并输出表示被检测物实时移动数据的第一实时信号；
第二测量传感器，设置于所述背散射检查车上，用于检测所述背散射检查车的实时移动数据并输出表示背散射检查车实时移动数据的第二实时信号；
相对位移测量模块，其第一输入端接收所述第一测量传感器输出的所述第一实时信号，并根据所述第一实时信号得到第一位移信号；其第二输入端接收所述第二测量传感器输出的所述第二实时信号，并根据所述第二实时信号得到第二位移信号；其控制端响应模式选择信号，所述模式选择信号表示移动目标模式时，其输出端输出第一位移信号；所述模式选择信号表示固定目标模式时，其输出端输出第二位移信号；
数据采集模块，接收所述相对位移测量模块输出的所述第一位移信号或所述第二位移信号；根据所述第一位移信号或所述第二位移信号得到被检测物与背散射检查车的相对位移。
2.根据权利要求1所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述第一测量传感器为雷达测速仪；
所述雷达测速仪设置于所述背散射检查车的车厢厢体下部的第一侧上，所述第一侧为靠近探测器的一侧；所述雷达测速仪的扫描区域包含辐射源的辐射束中心所在的区域。
3.根据权利要求1所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述第一测量传感器为漫反射光电开关或激光扫描仪或激光测距仪；
所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪设置于所述背散射检查车的车厢厢体的第一面上且相邻所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪之间的距离小于被检测物的连续长度，所述第一面为安装有探测器的一面；所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪的数量为两个以上，并设置于辐射源的辐射束中心两侧；
所述被检测物从所述背散射检查车的车头方向驶入，相继触发每一所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪，根据相邻所述漫反射光电开关或所述激光扫描仪或所述激光测距仪被触发的时间以及相邻两个所述漫发射光电开关之间的距离，得到被检测物的速度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述第二测量传感器为设置于轮胎驱动组件中的编码部件，所述编码部件的旋转角度与所述背散射检查车的轮胎旋转角度具有设定关系；
所述编码部件输出两路具有固定相位差的第二信号至所述相对位移测量模块；
所述相对位移测量模块根据所述第二信号以及预设轮胎尺寸得到所述背散射检查车的实时移动数据。
5.根据权利要求4所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于，所述相对位移测量模块包括：
信号转换器，其输入端与所述第一测量传感器的输出端连接，将所述第一实时信号转换为两路具有固定相位差的第一信号；
信号选择器，其第一输入端与所述信号转换器的输出端连接，其第二输入端与所述编码部件的输出端连接，其输出端与所述数据采集模块的输入端连接，其控制端响应模式选择信号；
所述模式选择信号表示移动目标模式时，所述信号选择器的第一输入端接收所述第一信号，所述输出端将所述第一信号传输至所述数据采集模块；
所述模式选择信号表示固定目标模式时，所述信号选择器的第二输入端接收所述第二信号，所述输出端将所述第二信号传输至所述数据采集模块。
6.根据权利要求4所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器，所述编码器的旋转角度与所述背散射检查车的轮胎旋转角度同步。
7.根据权利要求4所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述编码部件为设置于背散射检查车的传动轴上的编码盘，所述编码盘的旋转角度与背散射检查车轮胎的旋转角度之比，等同于背散射检查车轮胎的传动轴与轮胎传动比。
8.根据权利要求7所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述编码盘包括码盘、第一光电传感器和第二光电传感器；
所述码盘套设于所述传动轴上，其边缘处开设有均匀分布的透光孔；所述透光孔沿圆周方向宽度与未开孔部分沿圆周方向宽度相同；
所述第一光电传感器和所述第二光电传感器固定于所述背散射检查车的安装位置处，所述安装位置相对于车辆底盘处于静止状态，且所述第一光电传感器的探测面正对任一透光孔的中心位置时，所述第二光电传感器的探测面正对一未开孔部分的起始边缘处；所述第一光电传感器和所述第二光电传感器的探测面正对所述透光孔时输出第一电平信号；所述第一光电传感器和所述第二光电传感器的探测面正对所述码盘边缘未开孔位置输出第二电平信号；所述码盘随所述传动轴转动过程中，所述第一光电传感器输出的方波信号与所述第二光电传感器输出的方波信号具有固定相位差。
9.根据权利要求4所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述数据采集模块包括可逆计数器，所述可逆计数器的输入端与所述信号选择器的输出端连接，接收两路具有固定相位差的第一信号或第二信号，并将所述第一信号或所述第二信号转换为计数值；所述计数值的增加或减少表示所述被检测物与所述背散射检查车相对运动的方向，所述计数值的大小与所述被检测物与所述背散射检查车相对位移满足预设关系。
10.根据权利要求9所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于，所述计数值的大小与所述相对位移之间的预设关系为：
若所述模式选择信号表示移动目标模式，则在所述第一信号的一个周期T1内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
Figure FDA0001733751390000041
其中a表示所述第一信号的频率与被检测物的运动速度的比值；
若所述模式选择信号表示固定目标模式，且所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器，则在所述第二信号的一个周期T2内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
S＝π*D/n；
其中，D表示背散射检查车的轮胎直径；n表示所述编码器线数；
若所述模式选择信号表示固定目标模式，且所述编码部件为设置于背散射检查车的传动轴上的编码盘，则在所述第二信号的一个周期T2内，所述可逆计数器的计数值变化为1对应着所述被检测物与所述背散射检查车相对位移S为：
S＝(π*D/n)/i；
其中，D表示背散射检查车的轮胎直径；n表示所述编码器线数；i表示所述背散射检查车的传动轴与轮胎的传动比。
11.根据权利要求10所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝n/(π*D)；
所述编码部件为设置于背散射检查车的轮胎轮毂中心处的编码器时，设定a＝i*n/(π*D)。
12.根据权利要求10所述的背散射检查车相对位移测量系统，其特征在于：
所述数据采集模块，还用于接收由被检测物散射后的背散射信号；
所述数据采集模块将同一时刻接收到的所述计数值与所述背散射信号进行关联存储。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4400623A1 (de) * 1994-01-12 1995-07-13 Conner Joe Scott O Vorrichtung zur Entfernungsmessung durch Radar
WO2006134362A2 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Stereo Scan Systems Limited X-ray screening apparatus with independently moveable source and detector
CN101231253A (zh) * 2007-01-22 2008-07-30 同方威视技术股份有限公司 主被动结合扫描方法及其装置
CN102012527A (zh) * 2010-11-25 2011-04-13 上海英迈吉东影图像设备有限公司 移动式x射线检查车及其检查方法
CN102713510A (zh) * 2010-07-30 2012-10-03 欧姆龙株式会社 位移传感器
CN105445745A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 同方威视技术股份有限公司 移动目标状态监测方法、装置及其车辆快速检查系统
CN106383132A (zh) * 2016-10-17 2017-02-08 北京君和信达科技有限公司 辐射检查系统和方法
CN207263664U (zh) * 2016-10-17 2018-04-20 北京君和信达科技有限公司 辐射检查系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4400623A1 (de) * 1994-01-12 1995-07-13 Conner Joe Scott O Vorrichtung zur Entfernungsmessung durch Radar
WO2006134362A2 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Stereo Scan Systems Limited X-ray screening apparatus with independently moveable source and detector
CN101231253A (zh) * 2007-01-22 2008-07-30 同方威视技术股份有限公司 主被动结合扫描方法及其装置
CN102713510A (zh) * 2010-07-30 2012-10-03 欧姆龙株式会社 位移传感器
CN102012527A (zh) * 2010-11-25 2011-04-13 上海英迈吉东影图像设备有限公司 移动式x射线检查车及其检查方法
CN105445745A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 同方威视技术股份有限公司 移动目标状态监测方法、装置及其车辆快速检查系统
CN106383132A (zh) * 2016-10-17 2017-02-08 北京君和信达科技有限公司 辐射检查系统和方法
CN207263664U (zh) * 2016-10-17 2018-04-20 北京君和信达科技有限公司 辐射检查系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROLAND ROMEISER: "Numerical Study on the Along-Track Interferometric Radar Imaging Mechanism of Oceanic Surface Currents", IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING *
刘洪一: "地基合成孔径雷达在堤防位移监测中的应用", 人民珠江 *
张乐平 等: "《电气控制与PLC应用技术》", 31 December 2016, 北京航空航天大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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