CN112305625B - 移动目标检查系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种移动目标检查系统和方法，涉及安检领域。本公开利用平板载体承载被检查货物(包括装载到车辆的货物和散货)接受检查，仅需要针对平板载体进行配套设备的设计，使得安检相关的配套设备比较简单，并且，散货可以直接放置在平板载体进行检查，节省散货装载到车辆和从车辆中卸货的中间环节，缩短安检时间。
Description
技术领域
本公开涉及安检领域，特别涉及一种移动目标检查系统和方法。
背景技术
货物在运输过程中需要进行检查。目前一般通过检查装载货物的车辆达到检查货物的目的。散货需要装载到车辆中再接受检查。根据被检查车辆的结构、大小和载荷的不同需要设计不同的拖动装置，如单板链、双板链、拖动小车等。拖动装置拖动被检查车辆通过射线扫描区域，使得车辆及其装载的货物接受检查。然而，不同结构车辆，采用不同输送方式，制造成本高，设备适用性差；甚至有的车辆，比如三轮车、手推车没有合适的拖动方式。
发明内容
发明人发现，安检站需要为不同的被检查车辆设计不同的拖动装置，造成安检相关的配套设备比较繁杂。此外，散货需要经历装载到车辆和从车辆中卸货才能完成一次安检，时间比较长。
鉴于此，本公开提出利用平板载体承载被检查货物(包括装载到车辆的货物和散货)接受检查，仅需要针对平板载体进行配套设备的设计，使得安检相关的配套设备比较简单，并且，散货可以直接放置在平板载体进行检查，节省散货装载到车辆和从车辆中卸货的中间环节，缩短安检时间。
根据本公开的一个方面，提出一种移动目标检查系统，包括：
扫描成像装置，包括产生射线的辐射源、接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号的探测器、以及基于电信号进行成像的成像装置；
供移动目标通过的检查通道；以及
平板载体，用于承载货物，在检查通道内移动并通过所述辐射源和所述探测器所形成的扫描区域；
其中，所述辐射源和所述探测器对移动目标进行扫描检查，所述成像装置能够获得所述移动目标的图像。
在一些实施例中，所述移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体。
在一些实施例中，成像装置通过获得空载的平板载体的扫描图像、以及平板载体及其承载货物的整体的扫描图像获得承载货物的图像。
在一些实施例中，还包括：用于运输所述平板载体的运输装置，被配置为做往复运动。
在一些实施例中，所述运输装置包括齿轮和齿条，齿轮旋转带动齿条移动，所述齿条上设置有连接座，所述平板载体通过所述连接座与所述齿条连接。
在一些实施例中，所述平板载体的厚度、密度和材料一致。
在一些实施例中，所述平板载体的材料包括高分子材料，铝合金，或者钢。
在一些实施例中，所述平板载体的上表面与所述检查通道的地面在同一平面上。
根据本公开的另一个方面，提出一种移动目标检查方法，包括：
使移动目标通过检查通道，所述移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体；
辐射源照射移动目标，探测器接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号；
成像装置获取空载的平板载体的第一扫描数据、以及平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据；
根据第一扫描数据和第二扫描数据，计算货物的第三扫描数据；
基于货物的第三扫描数据对货物进行成像。
在一些实施例中，计算货物的第三扫描数据包括：
针对货物的每个待检测点执行以下操作：
根据第一射线衰减信息、第二射线衰减信息、第三射线衰减信息和第四射线衰减信息，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率；
根据第一射线衰减信息和第三射线衰减信息，计算待检测点的射线衰减信息的索引值；
从各种物质的低能射线衰减信息和第二斜率的统计数据中，查找待检测点的射线衰减信息的索引值对应的每种物质的第二斜率，将与第一斜率最接近的第二斜率对应的物质识别为待检测点的物质；
其中，第一射线衰减信息为低能射线扫描空载的平板载体时的平均低能射线衰减信息，第二射线衰减信息为高能射线扫描空载的平板载体时的平均高能射线衰减信息，第三射线衰减信息为低能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的低能射线衰减信息，第四射线衰减信息为高能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的高能射线衰减信息，每种物质的第二斜率根据该物质的高能射线衰减信息与低能射线衰减信息的比例信息确定。
在一些实施例中，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率包括：
k＝(alphaH2-alphaH1)/(alphaL2-alphaL1)，
其中，k表示第一斜率，alphaH2表示第四射线衰减信息，alphaH1 表示第二射线衰减信息，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1 表示第一射线衰减信息。
在一些实施例中，计算待检测点的射线衰减信息的索引值包括：
mIndex＝alphaL2×prop+alphaL1×(1-prop)，
其中，mIndex表示待检测点m的射线衰减信息的索引值，alphaL2 表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息，prop为设置的权值。
在一些实施例中，空载的平板载体的第一扫描数据在符合预设条件时被重新获取，或者，空载的平板载体的第一扫描数据根据空载的平板载体的一个截面的扫描数据确定。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1和图2为本公开一些实施例的移动目标检查系统在货物通过扫描区域的方向上的正面示意图。
图3为本公开一些实施例的移动目标检查系统的俯视示意图。
图4为本公开一些实施例的平板载体14及其运输装置15的示意图。
图5a～5c示出了平板载体14承载货物进行检查的过程示意图。
图6为本公开一些实施例的移动目标检查方法的流程示意图。
图7示出了待检测点的物质的识别示意图。
图8为本公开一些实施例的移动目标检查控制装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本公开中，接受检查的货物可以是装载到车辆中的货物，也可以是散货。装载到车辆中的货物接受检查也就是货物和车辆一起接受检查。
图1和图2为本公开一些实施例的移动目标检查系统在移动目标通过扫描区域的方向上的正面示意图。移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体(如图1-2所示)。
图3为本公开一些实施例的移动目标检查系统的俯视示意图。
如图1～3所示，该实施例的移动目标检查系统10包括：产生射线的辐射源11，接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号的探测器 12，基于电信号进行成像的成像装置13，以及能够承载货物(设为w) 的平板载体14。其中，辐射源11、探测器12和成像装置13组成扫描成像装置。如图3所示，移动目标检查系统10还包括：供移动目标通过的检查通道16。图3中示出了检查通道16被俯视时的外部边界。平板载体14能够在检查通道内移动并通过辐射源11和探测器12所形成的扫描区域。辐射源11和探测器12对移动目标进行扫描检查，辐射源11照射移动目标，探测器12接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号，成像装置13能够获得平板载体14及其承载的货物w的整体图像，以及空载的平板载体的扫描图像。
在一些实施例中，辐射源11发出的射线例如可以是X射线或其他用于安全检查的射线。
在一些实施例中，探测器12的排列形状例如可以是线段(如图1 所示)，U形(如图2所示)，或者圆弧形，以及能够覆盖射线接收范围的其他任意形状。
在一些实施例中，平板载体14的厚度、密度和材料可以一致，可以减小从平板载体及其承载货物的整体扫描数据中去除空载的平板载体的扫描数据的难度。平板载体14可以做成偏平的长方体的形状。
如果载荷不大，平板载体14可以选用密度小，强度大的如聚乙烯等高分子材料，这种材料对辐射图像影响小，且不容易变性。如果载荷较大，平板载体14可以选用铝合金材质，或者钢板。一般来说，平板载体14的密度越大，对辐射图像的影响越大，相应的辐射源11的能量和剂量也要增大。
在一些实施例中，平板载体14的上表面与检查通道16的地面在同一平面上。从而，使平板载体装载货物和移动更加方便，不需要爬坡或升降等操作。
此外，图3中还示出了货物检查相关的区域，包括货物装载区域 a、扫描区域b和货物卸载区域c。平板载体14在货物装载区域a装载货物后，移向扫描区域b进行检查，在货物全部通过扫描区域b后，在货物卸载区域c卸载货物，空载的平板载体回退到货物装载区域a，等待装载新的货物进行下一次检查。
在平板载体14自己不能移动的情况下，移动目标检查系统10还包括：用于运输平板载体14的运输装置15，被配置为在货物装载区域a与货物卸载区域c之间做往复运动。
图4为本公开一些实施例的平板载体14及其运输装置15的示意图。如图4所示，运输装置15包括齿轮151和齿条152，齿轮151旋转带动齿条152移动，齿条152上设置有连接座153，平板载体14通过连接座153与齿条152连接。齿轮151可以进一步划分为拖动齿轮151a，换向轮151b，以及支撑轮151c。
图5a～5c示出了平板载体14承载货物进行检查的过程示意图。图 5a、5b、5c分别示出了平板载体14承载装载货物的车辆经过扫描区域(竖的虚线所示)进行检查，全部通过扫描区域完成检查，以及卸货后空载的平板载体向货物装载区域回退的示意图。其中的箭头方向表示平板载体14的移动方向。
图6为本公开一些实施例的移动目标检查方法的流程示意图。
参考图6和图3，该实施例的方法包括：
步骤61，移动目标检查控制装置控制平板载体使移动目标通过检查通道，移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体。
步骤62，辐射源照射移动目标，探测器接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号。
步骤63，成像装置获取空载的平板载体的第一扫描数据。
其中，空载的平板载体的扫描数据可以预先获得。空载的平板载体通过扫描区域b可以获得平板载体的扫描数据。由于天气温湿度以及辐射源的影响，平板载体的扫描数据可能会细小的变化。因此，平板载体的扫描数据在符合预设条件时可以被重新获取。该预设条件例如可以是天气温湿度变化，或者辐射源变化，或者，在每次扫描货物之前都重新获取平板载体的扫描数据。但在每次扫描货物之前都重新扫描整个平板载体，会影响检查效率。因此，为了更快地获得平板载体的扫描数据，由于平板载体的厚度、密度和材料一致，因此可以扫描平板载体的一个截面，根据平板载体的一个截面的扫描数据通过叠加的方法来获取整个平板载体的扫描数据。
在步骤64，当平板载体在货物装载区域a装载货物(包括装载到车辆中的货物或散货)完毕后，移动目标检查控制装置控制承载有货物的平板载体移动并通过辐射源和探测器所形成的扫描区域b，成像装置获取平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据。
例如，移动目标检查控制装置控制平板载体以设定的速度开始向扫描区域b移动，当平板载体到达扫描区域b时，控制辐射源发出射线，射线穿过货物和平板载体并被探测器接收，射线穿过不同的对象时会有不同程度的衰减，探测器将接收的射线转换成相应的电信号，这些电信号即为扫描数据。
在步骤65，成像装置进行扫描数据处理，根据第一扫描数据和第二扫描数据，计算货物的第三扫描数据，即从平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据中去除空载的平板载体的第一扫描数据得到货物的第三扫描数据。后面会描述具体的去除方法。
在步骤66，在全部货物扫描完毕，成像装置基于货物的第三扫描数据对货物进行成像，得到货物的扫描图像，以便进行安全检查，然后移动目标检查控制装置可以控制卸载完货物的平板载体移动并回退到货物装载区域a。
例如，当平板载体离开扫描区域b后，移动目标检查控制装置控制辐射源停止发出射线。平板载体继续移动到货物卸载区域c后，将货物从平板载体上卸载下来，卸载完毕后，移动目标检查控制装置控制平板载体快速回退到货物装载区域a，进行下一次的检查。
上述实施例，利用平板载体承载被检查货物(包括装载到车辆的货物和散货)接受检查，仅需要针对平板载体进行配套设备的设计，使得安检相关的配套设备(如运输装置)比较简单，并且，散货可以直接放置在平板载体进行检查，节省散货装载到车辆和从车辆中卸货的中间环节，缩短安检时间。
在一些实施例中，从平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据中去除空载的平板载体的第一扫描数据得到货物的第三扫描数据的方法包括：针对货物的每个待检测点执行以下操作：
首先，预先获取各种物质的统计数据，例如，各种物质的低能射线衰减信息以及相应的第二斜率。其中，每种物质的第二斜率根据该物质的高能射线衰减信息与低能射线衰减信息的比例信息确定，例如，某物质的高能射线衰减信息除以该物质的低能射线衰减信息得到的商确定为该物质的第二斜率。
各种物质的统计数据可以预先通过实验的方式获得。每种物质的统计数据与该物质的原子序数和厚度相关。
需要说明的是，射线衰减信息(设为alpha)根据原射线强度与穿过被检测对象后衰减的射线强度确定。相应的，低能射线衰减信息 (设为alphaL)根据原低能射线强度与穿过被检测对象后衰减的低能射线强度确定，高能射线衰减信息(设为alphaH)根据原高能射线强度与穿过被检测对象后衰减的高能射线强度确定。公式表示为：
其中，alpha表示射线衰减信息，p(E)表示等效能谱分布，u(E) 表示射线的衰减系数，与被扫描物质的原子序数和厚度相关，I0表示原射线强度，I表示穿过被检测对象后衰减的射线强度。
接着，根据第一射线衰减信息(即低能射线单独扫描空载的平板载体时的平均低能射线衰减信息)、第二射线衰减信息(即高能射线单独扫描空载的平板载体时的平均高能射线衰减信息)、第三射线衰减信息(即低能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时货物的待检测点处的低能射线衰减信息)和第四射线衰减信息(即高能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时货物的待检测点处的高能射线衰减信息)，计算表征待检测点的物质的斜率(设为第一斜率)，计算公式例如为：
k＝(alphaH2-alphaH1)/(alphaL2-alphaL1)，
其中，k表示第一斜率，即待检测点的物质的斜率，alphaH2表示第四射线衰减信息，alphaH1表示第二射线衰减信息，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息。
然后，根据第一射线衰减信息和第三射线衰减信息，计算待检测点的射线衰减信息的索引值，计算公式例如为：
mIndex＝alphaL2×prop+alphaL1×(1-prop)，
其中，mIndex表示待检测点m的射线衰减信息的索引值，alphaL2 表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息，prop为设置的权值，该权值可以调整。
最后，从各种物质的低能射线衰减信息和第二斜率的统计数据中，查找待检测点的射线衰减信息的索引值对应的每种物质的第二斜率，将与第一斜率最接近的第二斜率对应的物质识别为待检测点的物质。
如图7所示的待检测点的物质的识别示意图，平板载体的第一射线衰减信息和第二射线衰减信息对应坐标系中的位置点1，货物和平板载体的第三射线衰减信息和第四射线衰减信息对应坐标系中的位置点2，位置点1到位置点2的斜率为第一斜率，曲线3在索引值处的斜率是与第一斜率最接近的第二斜率，曲线3对应的物质即为该待检测点的物质。
图8为本公开一些实施例的移动目标检查控制装置的示意图。
如图8所示，该实施例的装置80包括：存储器81以及耦接至该存储器的处理器82，处理器82被配置为基于存储在存储器81中的指令，执行前述任意一些实施例中的移动目标检查方法。
其中，存储器81例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
移动目标检查系统10还可以包括移动目标检查控制装置80。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种移动目标检查系统，其特征在于，包括：
扫描成像装置，包括产生射线的辐射源、接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号的探测器、以及基于电信号进行成像的成像装置；
供移动目标通过的检查通道；以及
平板载体，用于承载货物，在检查通道内移动并通过所述辐射源和所述探测器所形成的扫描区域；
其中，所述辐射源和所述探测器对移动目标进行扫描检查，所述移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体，所述成像装置能够获得所述移动目标的图像，并根据空载的平板载体的第一扫描数据和平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据，通过比较待检测点的物质的第一斜率和每种物质的第二斜率，计算货物的第三扫描数据，
计算货物的第三扫描数据包括：
针对货物的每个待检测点执行以下操作：
根据第一射线衰减信息、第二射线衰减信息、第三射线衰减信息和第四射线衰减信息，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率；
根据第一射线衰减信息和第三射线衰减信息，计算待检测点的射线衰减信息的索引值；
从各种物质的低能射线衰减信息和第二斜率的统计数据中，查找待检测点的射线衰减信息的索引值对应的每种物质的第二斜率，将与第一斜率最接近的第二斜率对应的物质识别为待检测点的物质；
其中，第一射线衰减信息为低能射线扫描空载的平板载体时的平均低能射线衰减信息，第二射线衰减信息为高能射线扫描空载的平板载体时的平均高能射线衰减信息，第三射线衰减信息为低能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的低能射线衰减信息，第四射线衰减信息为高能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的高能射线衰减信息，每种物质的第二斜率根据该物质的高能射线衰减信息与低能射线衰减信息的比例信息确定；
其中，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率包括：
k＝(alphaH2-alphaH1)/(alphaL2-alphaL1)，
其中，k表示第一斜率，alphaH2表示第四射线衰减信息，alphaH1表示第二射线衰减信息，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息；
其中，计算待检测点的射线衰减信息的索引值包括：
mIndex＝alphaL2×prop+alphaL1×(1-prop)，
其中，mIndex表示待检测点m的射线衰减信息的索引值，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息，prop为设置的权值。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
成像装置通过获得空载的平板载体的扫描图像、以及平板载体及其承载货物的整体的扫描图像获得承载货物的图像。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
用于运输所述平板载体的运输装置，被配置为做往复运动。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述运输装置包括齿轮和齿条，齿轮旋转带动齿条移动，
所述齿条上设置有连接座，
所述平板载体通过所述连接座与所述齿条连接。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述平板载体的厚度、密度和材料一致，
所述平板载体的材料包括高分子材料，铝合金，或者钢。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述平板载体的上表面与所述检查通道的地面在同一平面上。
7.一种移动目标检查方法，其特征在于，包括：
使移动目标通过检查通道，所述移动目标包括空载的平板载体、以及平板载体及其承载货物的整体；
辐射源照射移动目标，探测器接收射线并将接收的射线转换成相应的电信号；
成像装置获取空载的平板载体的第一扫描数据、以及平板载体及其承载货物的整体的第二扫描数据；
根据第一扫描数据和第二扫描数据，通过比较待检测点的物质的第一斜率和每种物质的第二斜率，计算货物的第三扫描数据；
基于货物的第三扫描数据对货物进行成像；
其中，计算货物的第三扫描数据包括：
针对货物的每个待检测点执行以下操作：
根据第一射线衰减信息、第二射线衰减信息、第三射线衰减信息和第四射线衰减信息，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率；
根据第一射线衰减信息和第三射线衰减信息，计算待检测点的射线衰减信息的索引值；
从各种物质的低能射线衰减信息和第二斜率的统计数据中，查找待检测点的射线衰减信息的索引值对应的每种物质的第二斜率，将与第一斜率最接近的第二斜率对应的物质识别为待检测点的物质；
其中，第一射线衰减信息为低能射线扫描空载的平板载体时的平均低能射线衰减信息，第二射线衰减信息为高能射线扫描空载的平板载体时的平均高能射线衰减信息，第三射线衰减信息为低能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的低能射线衰减信息，第四射线衰减信息为高能射线扫描平板载体及其承载货物的整体时所述待检测点处的高能射线衰减信息，每种物质的第二斜率根据该物质的高能射线衰减信息与低能射线衰减信息的比例信息确定；
其中，计算表征所述待检测点的物质的第一斜率包括：
k＝(alphaH2-alphaH1)/(alphaL2-alphaL1)，
其中，k表示第一斜率，alphaH2表示第四射线衰减信息，alphaH1表示第二射线衰减信息，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息；
其中，计算待检测点的射线衰减信息的索引值包括：
mIndex＝alphaL2×prop+alphaL1×(1-prop)，
其中，mIndex表示待检测点m的射线衰减信息的索引值，alphaL2表示第三射线衰减信息，alphaL1表示第一射线衰减信息，prop为设置的权值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，空载的平板载体的第一扫描数据在符合预设条件时被重新获取，或者，空载的平板载体的第一扫描数据根据空载的平板载体的一个截面的扫描数据确定。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述平板载体的厚度、密度和材料一致，
所述平板载体的材料包括高分子材料，铝合金，或者钢。
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