CN111060538B - 一种车辆安全检查设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆安全检查设备，包括运动底盘，转向机构，龙虾眼X射线成像系统，数据采集板，智能控制器，平板电脑；所述龙虾眼X射线成像系统包括低能X射线管，龙虾眼透镜，闪烁晶体探测器；所述闪烁晶体探测器的光轴和龙虾眼透镜的视场中心轴以及低能X射线管的中心轴相互平行；本发明提供的车辆安全检查设备，可以对车轮、车底、前发动机舱和后备箱进行检查，避免有人将违禁品或危险品藏匿在前发动机舱的发动机空隙中、车底的底盘内或藏在后备箱中，升级成全车扫描系统，堵住了检查中的漏洞，检查更全面。
Description
技术领域
本发明涉及安全检查技术领域，尤其涉及一种车辆安全检查设备。
背景技术
车辆检查成像装置是一种用于快速检查车辆的轮胎或后备箱等位置处是否隐藏有违禁品或者危险品的设备，是打击走私和恐怖活动的有效手段。
目前用于检测的射线基本都是X射线，穿透式探测需要将光源和探测器分别放置于目标的两侧，依靠检测透射的X射线来对目标进行成像，势必会对人体造成一定程度的伤害。而反射式探测是探测X射线照射目标后的逆向康普顿散射回波，其优点在于对人体无伤害，作用范围远，X射线光源和探测器能够一体化集成，便于携带和操作。
龙虾眼光学提出了一种新的光学成像形式：微通道反射光学系统。这种光学系统具有反射式光学系统对于光谱适应能力强、不存在色散问题的特点，同时具有透射式光学系统视场较大的优点。利用高能射线的高透射能力，通过对目标物体进行高能射线的主动照明，使用龙虾眼结构装置对后向散射高能射线进行高效率的收集，可以完成对障碍物的“透视功能”，特别适合用于车底的快速检查，但市场上还没有成熟的技术和设备可以完成这种需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种车辆安全检查设备。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种车辆安全检查设备，所述设备包括运动底盘，转向机构，龙虾眼X射线成像系统，数据采集板，智能控制器，平板电脑；所述转向机构固定在运动底盘的正上方中心位置，所述龙虾眼X射线成像系统固定在转向机构的末端。
进一步地，所述龙虾眼X射线成像系统包括低能X射线管，龙虾眼透镜，闪烁晶体探测器；所述闪烁晶体探测器的光轴和龙虾眼透镜的视场中心轴以及低能X射线管的中心轴相互平行。
进一步地，所述龙虾眼透镜包括交叉排列的第一晶体片和第二晶体片，所述第一晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且上端开有阵列分布的第一插口，所述正弦曲线的公式为y＝Asin(x)，所述晶体薄片上负载有反光材料。
进一步地，所述第二晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且下端开有阵列分布的第二插口，所述正弦曲线的公式为y＝Asin(x)，所述晶体薄片上负载有反光材料。
进一步地，所述第一晶体片和第二晶体片处于同一平面内，分别沿同一平面内的两个互相垂直的方向阵列分布，通过第一晶体片的第一插口和第二晶体片的第二插口相互拼插，构成了三维网格阵列，该网格为阵列分布的异形横截面的光路通道。
优选地，所述正弦曲线的振幅A为10-100μm。
本发明的有益效果是：
本发明提供的车辆安全检查设备，可以对车轮、车底、前发动机舱和后备箱进行检查，避免有人将违禁品或危险品藏匿在前发动机舱的发动机空隙中、车底的底盘内或藏在后备箱中，升级成全车扫描系统，堵住了检查中的漏洞，检查更全面。
本发明提供的车辆安全检查设备，抑制了龙虾眼光学系统中杂光的单次反射条件，获得了更高的焦点入射效率，获得更高的能量集中度即焦点处的几何弥散斑尺寸明显减小。
本发明在智能控制系统的调控下，各个环节相互配合，自动化程度高，操作简单，车辆检查效率高，成像速度快，大大降低了操作人员的劳动强度。
附图说明
图1是本实施例提供的车辆安全检查设备结构示意图；
图2是本实施例提供的龙虾眼X射线成像系统结构示意图；
图3是本实施例提供的龙虾眼透镜结构示意图。
其中：1-运动底盘，2-转向机构，3-龙虾眼X射线成像系统，4-数据采集板，5-智能控制器，11-机架，12-万向轮组件，13-驱动电机，14-转向电机，15-传感器，21-活动杆，22-转向基座，23-联轴器，24-旋转电机，25-连接板，31-X射线管，32-龙虾眼透镜，33-闪烁晶体探测器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
一种车辆安全检查设备，如图1所示，包括运动底盘1，转向机构2，龙虾眼X射线成像系统3，数据采集板4，智能控制器5，平板电脑；所述转向机构固定在运动底盘的正上方中心位置，所述龙虾眼X射线成像系统固定在转向机构的末端，所述数据采集板与龙虾眼X射线成像系统电连接，固定在转向机构的末端，所述数据采集板与智能控制器电连接，用于上传图像数据；所述智能控制器镶嵌在运动底盘的内部，所述平板电脑与智能控制器无线连接，用于接收并显示龙虾眼X射线成像系统通过数据采集板采集后经过智能控制器算法处理生成的车底内部的图像；
所述运动底盘，包括机架11，万向轮组件12，驱动电机13，转向电机14，传感器15，所述万向轮组件、驱动电机、转向电机均位于机架的底部，所述驱动电机用于驱动万向轮组件带动机架以滚动方式前进，所述转向电机驱动万向轮组件用于驱动万向轮组件带动机架进行转向；所述机架为圆柱形，外壁上设置有所述传感器，所述传感器包括光学传感器和压力传感器，以检测机身与周围障碍物的距离及碰撞时产生的压力，所述光学传感器和压力传感器均与智能控制器电连接，将检测到的距离值和压力值发送给智能控制器。
所述转向机构，包括活动杆21、转向基座22、联轴器23、旋转电机24和连接板25；所述活动杆和所述转向基座活动连接，所述转向基座和所述连接板固定连接；所述活动杆底部设有若干条平均分布的用于转向活动的滑槽，所述转向基座的底部内壁设有若干条与所述滑槽相匹配的用于使所述活动杆前后转动的开槽；所述活动杆左右两侧还设有转轴，所述转向基座上设有与所述转轴凸台相匹配的转轴孔；所述联轴器连接所述活动杆的转轴和旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述活动杆旋转，所述活动杆末端设有用于安装龙虾眼X射线成像系统的螺纹孔组，所述连接板固定在运动底盘上表面的中心位置。
实施例2：
一种龙虾眼X射线成像系统，如图2所示，包括低能X射线管31，龙虾眼透镜32，闪烁晶体探测器33；所述闪烁晶体探测器的光轴和龙虾眼透镜的视场中心轴以及低能X射线管的中心轴相互平行；
所述龙虾眼透镜如图3所示，包括交叉排列的第一晶体片和第二晶体片，所述第一晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且上端开有阵列分布的第一插口，所述第二晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且下端开有阵列分布的第二插口，所述正弦曲线的公式为y＝Asin(x)，所述第一晶体片和第二晶体片处于同一平面内，分别沿同一平面内的两个互相垂直的方向阵列分布，通过第一晶体片的第一插口和第二晶体片的第二插口相互拼插，构成了三维网格阵列，该网格为阵列分布的异形横截面的光路通道；优选地，所述正弦曲线的振幅A为10-100μm；
所述闪烁晶体探测器包括阵列分布的闪烁晶体和阵列式CCD探测器，所述闪烁晶体的出光面紧密贴合在阵列式CCD探测器的接收面上。
实施例3：
所述晶体薄片上负载有反光材料，所述实验材料制备过程如下，以下材料均为市售：钛酸四丁酯(Ti(CH3CH2CH2CH2O)4(TBOT)，≥99.0％)；氧化钇(Y2O3，≥99.0％)；氟化钡(BaF2，≥99.0％)；冰醋酸(CH3COOH(HAc)，≥99.5％)；乙酰丙酮(CH3C(O)CH2C(O)CH3，≥98.0％)；无水甲醇(CH3OH，≥99.5％)；聚环氧乙烷(PEO，Mw～1000,000)。
通过在冰浴中磁力搅拌下将HAc(250g)滴加到TBOT(643g)中来合成聚二乙酸钛(PDET)前体，反应时间6小时，直至获得浅黄色粉末，将浅黄色粉末、氧化钇与氟化钡以7:4:2的比例共计50g溶于1000mL无水甲醇中，将200g Hacac添加上述溶液中，之后将溶液再次浓缩成粉末，作为反光材料前体。将50g反光材料前体和10g PEO(0.1g)溶于无水甲醇100mL中，在40℃下得到喷涂溶液，搅拌15小时以确保PEO充分溶解并使溶液均质，将喷涂溶液置于喷枪中，均匀喷涂至所述晶体薄片表面。
实施例4：
传统的Schmidt和Angel结构的龙虾眼透镜由于结构上的特点，存在一种光线，在两个维度上都没有经过镜片的反射，它们直接穿过镜片之间的微孔，对成像没有贡献，在闪烁晶体探测器上形成大致均匀的本底信号，而本发明提供的龙虾眼透镜，由于采用的曲面型晶片交叉分布的结构，避免了上述光线的产生，反射回来的X射线不会直接透过镜片之间的微孔达到闪烁晶体探测器，所有的X射线在两个正交的维度上都经过曲面镜片反射，在两个维度上均由上述光线组成，这种光线聚焦在闪烁晶体探测器上十字心的中心位置点，形成中心亮斑。
通常分辨率较高的情况下龙虾眼单个孔的宽度为20-50μm，龙虾眼透镜通道长宽比控制在约为10-50，相应地龙虾眼沿光轴的分辨率是0.2-2.5mm左右，通道对光线进行单次反射，垂直于光轴的分辨率是40-100μm左右。
发生掠入射的X射线经过本发明提供的龙虾眼透镜后，有效减小了光轴附近的弥散斑的尺寸，但同时缩小了视场范围。当锥顶角α＝0.1°和α＝1°时，几何光学分析下的该龙虾眼透镜像面处光斑的弥散情况为：
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (2)
1.一种车辆安全检查设备，其特征在于，所述设备包括运动底盘，转向机构，龙虾眼X射线成像系统，数据采集板，智能控制器，平板电脑；所述转向机构固定在运动底盘的正上方中心位置，所述龙虾眼X射线成像系统固定在转向机构的末端；
所述数据采集板与龙虾眼X射线成像系统电连接，固定在转向机构的末端，所述数据采集板与智能控制器电连接，用于上传图像数据；所述智能控制器镶嵌在运动底盘的内部，所述平板电脑与智能控制器无线连接，用于接收并显示龙虾眼X射线成像系统通过数据采集板采集后经过智能控制器算法处理生成的车底内部的图像；
所述运动底盘，包括机架，万向轮组件，驱动电机，转向电机，传感器，所述万向轮组件、驱动电机、转向电机均位于机架的底部，所述驱动电机用于驱动万向轮组件带动机架以滚动方式前进，所述转向电机驱动万向轮组件用于驱动万向轮组件带动机架进行转向；所述机架为圆柱形，外壁上设置有所述传感器，所述传感器包括光学传感器和压力传感器，以检测机身与周围障碍物的距离及碰撞时产生的压力，所述光学传感器和压力传感器均与智能控制器电连接，将检测到的距离值和压力值发送给智能控制器；
所述转向机构，包括活动杆、转向基座、联轴器、旋转电机和连接板；所述活动杆和所述转向基座活动连接，所述转向基座和所述连接板固定连接；所述活动杆底部设有若干条平均分布的用于转向活动的滑槽，所述转向基座的底部内壁设有若干条与所述滑槽相匹配的用于使所述活动杆前后转动的开槽；所述活动杆左右两侧还设有转轴，所述转向基座上设有与所述转轴凸台相匹配的转轴孔；所述联轴器连接所述活动杆的转轴和旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述活动杆旋转，所述活动杆末端设有用于安装龙虾眼X射线成像系统的螺纹孔组，所述连接板固定在运动底盘上表面的中心位置；
所述龙虾眼X射线成像系统包括低能X射线管，龙虾眼透镜，闪烁晶体探测器；所述闪烁晶体探测器的光轴和龙虾眼透镜的视场中心轴以及低能X射线管的中心轴相互平行；所述龙虾眼透镜包括交叉排列的第一晶体片和第二晶体片，所述第一晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且上端开有阵列分布的第一插口，所述正弦曲线的公式为y=Asin(x)；所述第二晶体片为横截面为正弦曲线的晶体薄片，并且下端开有阵列分布的第二插口，所述正弦曲线的公式为y=Asin(x)；所述第一晶体片和第二晶体片处于同一平面内，分别沿同一平面内的两个互相垂直的方向阵列分布，通过第一晶体片的第一插口和第二晶体片的第二插口相互拼插，构成了三维网格阵列，该网格为阵列分布的异形横截面的光路通道，所述龙虾眼透镜由于采用的曲面型晶片交叉分布的结构，使得反射回来的X射线不会直接透过镜片之间的微孔达到闪烁晶体探测器，所有的X射线在两个正交的维度上都经过曲面镜片反射，这种光线聚焦在闪烁晶体探测器上十字心的中心位置点，形成中心亮斑；
所述晶体薄片上负载有反光材料，所述反光材料制备过程如下：通过在冰浴中磁力搅拌下将250g冰醋酸滴加到643g钛酸四丁酯中来合成聚二乙酸钛前体，反应时间6小时，直至获得浅黄色粉末，将浅黄色粉末、氧化钇与氟化钡以7:4:2的比例共计50g溶于1000mL无水甲醇中，将200g 乙酰丙酮添加到上述溶液中，之后将溶液再次浓缩成粉末，作为反光材料前体；将50g反光材料前体和10g 聚环氧乙烷溶于无水甲醇100mL中，在40℃下得到喷涂溶液，搅拌15小时以确保聚环氧乙烷充分溶解并使溶液均质，将喷涂溶液置于喷枪中，均匀喷涂至所述晶体薄片表面。
2.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述正弦曲线的振幅A为10-100 μm。
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