CN115372385A - 一种多模式智能物流无损检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无损检测技术领域，且公开了一种多模式智能物流无损检测系统，包括系统机械组件、多数据采集组件、射线成像组件、成分探测组件和数据系统，所述系统机械组件包括箱体和传送带，所述传送带设置于箱体内，所述传送带上放置有货物。本专利首次提出基于多数据耦合和多模式工作的多模式智能物流无损检测方法与系统，根据多种探头的数据判断货物的重量和等效密度，计算出X射线源的最优工作参数，大大提高物流安检的成像质量、准确性和检测效率，并在初步判断出有敏感物体时启动中子源进行探测，进一步提高了对货物检测的精确性，且避免长期使用中子源检测导致的成本增加问题，适应物流企业的迫切需求。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，具体为一种多模式智能物流无损检测方法及系统。
背景技术
物流是保障经济运行的支柱之一，已经广泛使用X射线安检对货物以及行李进行无损安全检查，例如集装箱无损检测系统，机场和车站的安检系统等等。
传统的X射线安检的构成原理如说明书附图5所示：物体通过传送带传输，到达检测系统的中央后，加速器或者X射线管等射线源发射的X光穿透物体，被线阵探测器采集，获得包裹内部的密度信息，通过软件进行监控以及危险品判别。
这种传统的物流安检方法存在的问题是：物体的尺寸、重量往往会有很大的差异。采用射线源进行透射成像时，射线源的电压、电流参数不一定与物体的质量密度相匹配，会存在曝光过度或者不足的问题，影响对物体的自动判别。负责人的操作人员在监控图像信息时发现成像缺陷，就只能暂停传送并返回来重新调整射线参数后扫描检测，严重拖延了物流的检测效率，导致货物积压。为了保证效率，就容易出现大量低质量、无效的检测。
此外，只依靠X射线成像的安检系统往往只能反映密度信息，对于低原子序数的成分，例如炸药、液体等往往不能做出准确的判断。目前已经有基于中子俘获γ探测的危险品探测方法和原理性检测系统产品，但是由于物流中危险品出现的概率是比较低的，直接采用中子俘获γ探测作为常规性检测，不仅设备运行维护成本高昂，在辐射防护设计上也更加复杂。
发明内容
针对背景技术中提出的现有物流检测方法在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种多模式多模式智能物流无损检测方法及系统，具备可多模式多数据耦合进行检测的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种多模式智能物流无损检测系统，包括系统机械组件、多数据采集组件、射线成像组件、成分探测组件和数据系统，所述系统机械组件包括箱体和传送带，所述传送带设置于箱体内，所述传送带上放置有货物，所述多数据采集组件包括视觉探头和压力探头，所述视觉探头设置于箱体的内壁上，所述压力探头设置于箱体内的传送带处，所述射线成像组件包括射线源和射线探测器，所述射线源设置在箱体顶壁的正中，所述射线探测器设置于传送带的下方且与射线源正对，所述成分探测组件包括中子源和中子/γ探测器，所述中子源和中子/γ探测器均设置在箱体的顶壁上，所述数据系统包括监控系统、控制系统和采集与分析系统。
优选的，所述控制系统与多数据采集组件的输出端相连接，所述控制系统的输出端与射线源和中子源的输入端相连接，所述采集与分析系统的输入端与射线探测器、中子/γ探测器的输出端电性连接，所述监控系统对控制系统和采集与分析系统的数据进行监控并起到报警的功能。
优选的，所述多数据采集组件还包括测距探头，所述压力探头为压力传感器，所述多数据采集组件获取货物的尺寸、重量以及密度分布数据。
优选的，所述射线源包括X射线管和加速器。
优选的，所述中子源采用脉冲中子源。
优选的，还包括X射线防护系统和中子防护系统。
一种多模式智能物流无损检测方法，包括以下步骤：
步骤一、箱体内布置的多个视觉探头和压力探头获取传送带上的货物的重量和外形尺寸数据，从而判断出货物的等效密度以及重量分布；
步骤二、上述货物的等效密度和重量分布数据传递给控制系统，控制系统根据货物成像的最佳灰度和清晰度自动调整射线源的最佳电压和电流值，并控制射线源发射X射线，X射线穿透货物后进入射线探测器，射线探测器的信号输入采集与分析系统，采集与分析系统将该货物信号与数据库中的图像进行匹配，对货物进行敏感物体识别；
步骤三、若采集与分析系统识别到货物内存在需要核查成分的敏感物体，则控制系统启动中子源，等敏感物体所在位置经过中子源时发射中子，中子/ γ探测器获取被敏感物体散射的中子/γ射线携带元素特征信息，中子/γ探测器将上述信息传递给采集与分析系统进行分析；
步骤四、若采集与分析系统分析出现疑似危险物品，监控系统自动进行数据备案，并告知操作人员进行开箱处理。
优选的，步骤二的过程还可以为：调整射线源处于不同工作电压、电流值下，对同一货物使用不同工作参数的X射线进行交替照射，从而进行双能成像，再把射线探测器获取的成像信息传输给采集与分析系统，采集与分析系统对成像信息进行分析。
本发明具备以下有益效果：
1、本专利首次提出基于多数据耦合和多模式工作的多模式智能物流无损检测方法与系统，根据多种探头的数据判断货物的重量和等效密度，计算出X 射线源的最优工作参数，大大提高物流安检的成像质量、准确性和检测效率，并在初步判断出有敏感物体时启动中子源进行探测，进一步提高了对货物检测的精确性，且避免长期使用中子源检测导致的成本增加问题，适应物流企业的迫切需求。
2、本发明通过多数据探头和射线组件联动，自动获得更准确的图像，保证自动分析的准确性，降低漏检和误检率，基于准确的图像，进行分析，才能保证疑似物体进入中子分析的必要性和准确性，通过自动控制和智能分析将智能硬件、检测组件关联起来，形成智能安检系统，可以大大提高物流安检效率。
3、相对传统的物流安检系统，基于多数据耦合和多模式工作的多模式智能物流无损检测方法与系统可以同时大大提高物流安检的成像质量、危险物辨识准确性和检测效率，适应物流企业的迫切需求，在保证经济发展和生活便利的同时，为公共安全联防联控提供大数据基础。
4、本发明采用多数据探头预先对物体进行分析，计算射线成像的最佳工作参数，从而一次性获得准确的X射线图像，避免人工判读后进行二次成像降低物理安检效率。在获得可疑物体信息后，必要时启动脉冲中子成分分析，具有更高的准确性和经济性。
附图说明
图1为本发明检测系统的结构示意图；
图2为本发明检测系统的俯视图；
图3为本发明检测系统的侧视图；
图4为本发明检测系统的控制流程图；
图5为传统的物流检测系统结构示意图。
图中：1、箱体；2、传送带；3、货物；4、射线源；41、射线探测器；5、视觉探头；51、压力探头；6、中子源；61、中子/γ探测器；7、监控系统； 8、控制系统；9、采集与分析系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、附图2和附图3，一种多模式智能物流无损检测系统，包括五个主要组成部分系统机械组件，多数据采集组件、射线成像组件、成分探测组件和数据系统：
参阅附图4，数据系统包括监控系统7、控制系统8和采集与分析系统9，其中监控系统7可以对控制系统8、采集与分析系统9的数据进行存储备案，并可起到警示的功能。
系统机械组件包括箱体箱体1和传送带传送带2，以及其他安装、固定用的结构件，如传送带传送带2的驱动机构，箱体箱体1的固定结构等，其中货物3放置传送带2上，当货物3随着传送带2移动进入箱体1内时，多货物3进行检测。
多数据采集组件，包括视觉探头5、压力探头51，视觉探头5如摄像头，压力探头51如压力传感器，参阅附图2，视觉探头5安装在箱体1的内壁上，具体位置可以根据实际安装时调整，保证视觉探头5具有较好的拍摄位置，能够全方位拍摄到货物3的外观形状、尺寸大小，另外，也还可以安装测距探头，如红外线测距仪，进一步提高对货物3外观尺寸的测量，压力探头51 可以安装在传送带2上或者传送带2的下方均可，压力探头51用于获取货物 3的重量，由于货物3密度大的位置其重量较重，因此压力探头51能够获取货物3的等效密度和重量分布情况。
射线成像组件，包括射线源4和射线探测器41，其中射线源4由X射线管和加速器构成，射线源4和射线探测器41分别设置在箱体1的顶壁和传送带2的下方，当射线源4发射X射线时，X射线穿透货物3，并被射线探测器 41接收到，因此能够获取货物3在X射线下的图像。
成分探测组件，包括中子源6和中子/γ探测器61，为了降低中子辐射防护的困难，采用脉冲中子源。
为降低辐射，在箱体1上设置X射线防护和中子防护系统。
基于多数据耦合和多模式工作的多模式智能物流无损检测方法的基本工作原理为：
本发明的智能物料无损检测的方法如下：
步骤一、在安检系统的箱体内布置有多个视觉探头5和压力探头51，对每个进入检测箱体1的包裹进行重量和外形尺寸判断，从而判断出货物3的等效密度以及重量分布。
步骤二、上述数据传递给控制系统8，控制系统8根据成像的最佳灰度和清晰度自动调整X射线源4的电压和电流，发射X射线。X射线穿透货物后进入线阵射线探测器41。射线探测器41所采集的信号进入采集与分析系统9，实现成像和敏感物体识别。
步骤三、如果识别到需要核查成分的物体，控制系统8会启动中子源6，等敏感物体所在位置经过中子源6时发射中子，被敏感物体散射的中子/γ射线携带元素特征信息，被中子/γ探测器61探测到，信号传递给采集与分析系统9进行分析。
步骤四、如果出现疑似危险物品，监控系统7会自动进行数据备案，并告知操作人员进行开箱等后续处理。
其中，步骤三中，为了降低中子辐射防护的困难，采用脉冲中子源，并且仅在X射线准确成像和分析的基础上必要时启动中子分析。
本专利提出了基于多数据耦合和多模式工作的多模式智能物流无损检测方法与系统。多数据耦合是指：在安检系统中安装自动采集物流多种数据信息的传感器，通过控制系统分析数据，确定合适的X射线源工作参数电压、电流并自动动态调整，从而保证每个物体都是在最佳的检测参数下被检测。多模式是指：在多数据探头的引导下采用不同管电压的X射线进行双能成像、采用中子成分分析检测。在获得最优的灰度和清晰度图像的基础上，通过软件自动判别物体内部是否存在需要进一步检测的疑似物。对于确需检测炸药等疑似物，自动启用后续中子源对物体内部对应位置进行中子照射，并通过测得的中子/γ数据做分析，确定是否需要上报数据备案或者进一步开箱处理。
采用多数据探头预先对物体进行分析，计算射线成像的最佳工作参数，从而一次性获得准确的X射线图像，避免人工判读后进行二次成像降低物理安检效率。在获得可疑物体信息后，必要时启动脉冲中子成分分析，具有更高的准确性和经济性。在这种多数据多模式智能系统中，其核心在于通过智能硬件获得精确数据流，通过精确数据保证准确的智能分析：通过多数据探头和射线组件联动，自动获得更准确的图像，保证自动分析的准确性，降低漏检和误检率。基于准确的图像，进行分析，才能保证疑似物体进入中子分析的必要性和准确性。通过自动控制和智能分析将智能硬件、检测组件关联起来，形成智能安检系统，可以大大提高物流安检效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：包括系统机械组件、多数据采集组件、射线成像组件、成分探测组件和数据系统，所述系统机械组件包括箱体和传送带，所述传送带设置于箱体内，所述传送带上放置有货物，所述多数据采集组件包括视觉探头和压力探头，所述视觉探头设置于箱体的内壁上，所述压力探头设置于箱体内的传送带处，所述射线成像组件包括射线源和射线探测器，所述射线源设置在箱体顶壁的正中，所述射线探测器设置于传送带的下方且与射线源正对，所述成分探测组件包括中子源和中子/γ探测器，所述中子源和中子/γ探测器均设置在箱体的顶壁上，所述数据系统包括监控系统、控制系统和采集与分析系统。
2.根据权利要求1所述的一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：所述控制系统与多数据采集组件的输出端相连接，所述控制系统的输出端与射线源和中子源的输入端相连接，所述采集与分析系统的输入端与射线探测器、中子/γ探测器的输出端电性连接，所述监控系统对控制系统和采集与分析系统的数据进行监控并起到报警的功能。
3.根据权利要求1所述的一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：所述多数据采集组件还包括测距探头，所述压力探头为压力传感器，所述多数据采集组件获取货物的尺寸、重量以及密度分布数据。
4.根据权利要求1所述的一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：所述射线源包括X射线管和加速器。
5.根据权利要求1所述的一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：所述中子源采用脉冲中子源。
6.根据权利要求1所述的一种多模式智能物流无损检测系统，其特征在于：还包括X射线防护系统和中子防护系统。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种多模式智能物流无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、箱体内布置的多个视觉探头和压力探头获取传送带上的货物的重量和外形尺寸数据，从而判断出货物的等效密度以及重量分布；
步骤二、上述货物的等效密度和重量分布数据传递给控制系统，控制系统根据货物成像的最佳灰度和清晰度自动调整射线源的最佳电压和电流值，并控制射线源发射X射线，X射线穿透货物后进入射线探测器，射线探测器的信号输入采集与分析系统，采集与分析系统将该货物信号与数据库中的图像进行匹配，对货物进行敏感物体识别；
步骤三、若采集与分析系统识别到货物内存在需要核查成分的敏感物体，则控制系统启动中子源，等敏感物体所在位置经过中子源时发射中子，中子/γ探测器获取被敏感物体散射的中子/γ射线携带元素特征信息，中子/γ探测器将上述信息传递给采集与分析系统进行分析；
步骤四、若采集与分析系统分析出现疑似危险物品，监控系统自动进行数据备案，并告知操作人员进行开箱处理。
8.根据权利要求7所述的一种多模式智能物流无损检测方法，其特征在于，步骤二的过程还可以为：调整射线源处于不同工作电压、电流值下，对同一货物使用不同工作参数的X射线进行交替照射，从而进行双能成像，再把射线探测器获取的成像信息传输给采集与分析系统，采集与分析系统对成像信息进行分析。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117533689A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 山西怡顺行冷链物流有限公司 | 一种冷链物流仓储用箱式货物堆码装置 |
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2022
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| CN117533689B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-03-22 | 山西怡顺行冷链物流有限公司 | 一种冷链物流仓储用箱式货物堆码装置 |
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