CN212515091U - 背散射检测设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种背散射检测设备，该背散射检测设备包括：可移动式底盘；背散射单元，所述背散射单元用于获取被检测对象的背散射图像；机械臂，所述机械臂连接于所述可移动式底盘和所述背散射单元之间，以带动所述背散射单元运动；以及第一激光雷达，所述第一激光雷达设置在所述背散射单元上，用于获取被检测对象内部的导航点云图，以引导所述机械臂在所述被检测对象内沿第一方向的运动，所述第一方向垂直于所述背散射单元的射线束的扫描面。

Description

背散射检测设备

技术领域

本公开涉及安检技术领域，特别是涉及一种背散射检测设备。

背景技术

目前，通常采用手持式背散射检测设备来解决车辆内部的嫌疑物检查，容器内部夹层检查。然而人工手持背散射检测设备作业时，需要检查人员手持设备进入被检测车辆、容器内部进行扫描，效率低，强度大，不易操作，且安全性差。

实用新型内容

本公开的一个目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本公开的的实施例，提供了一种背散射检测设备，所述背散射检测设备包括：

可移动式底盘；

背散射单元，所述背散射单元用于获取被检测对象的背散射图像；

机械臂，所述机械臂连接于所述可移动式底盘和所述背散射单元之间，以带动所述背散射单元运动；以及

第一激光雷达，所述第一激光雷达设置在所述背散射单元上，用于获取被检测对象内部的导航点云图，以引导所述机械臂在所述被检测对象内沿第一方向的运动，所述第一方向垂直于所述背散射单元的射线束的扫描面。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括设置在所述背散射单元上的第二激光雷达，所述第二激光雷达用于引导所述机械臂在垂直于所述第一方向的平面内的运动，并获取被检测对象内部的轮廓点云图。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括数据融合单元，所述数据融合单元用于接收来自所述第二激光雷达的轮廓点云图和来自所述背散射单元的背散射图像，并将所述轮廓点云图和所述背散射图像进行融合。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括判决与显示单元，用于对所述数据融合单元融合的图像做出是否存在嫌疑物的判决并输出判决结果。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括设置在所述背散射单元上的可见光/红外光成像装置，所述可见光/红外光成像装置用于采集被检测对象内部的可见光/红外光图像，以供查验人员比对所述融合图像与所述可见光/红外光图像，从而判断所述判决结果中的嫌疑物品是违禁物品的概率大小。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述背散射单元包括：

屏蔽壳体，所述屏蔽壳体包括顶壁、底壁、前壁、后壁以及连接所述顶壁和所述底壁的两个侧壁，所述机械臂的一端与所述后壁连接；

飞点扫描模块，所述飞点扫描模块包括设置在屏蔽壳体内的射线源以及与所述射线源转动连接的飞点装置，所述屏蔽壳体的侧壁设置有狭缝，所述飞点扫描模块所发射的射线束经由所述狭缝出射；以及

探测器，所述探测器设置在屏蔽壳体上，并用于探测所述射线束经被检测对象散射的散射信号。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括设置在所述屏蔽壳体的前壁上的超声波传感器，所述超声波传感器用于检测所述背散射单元运行前方是否存在障碍物，以判断所述背散射检测设备是否能够进入被检测对象内。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述第一激光雷达设置在所述顶壁的靠近所述前壁的部分上，以辅助检测所述背散射单元运行前方是否存在障碍物。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述第二激光雷达设置在所述屏蔽壳体的前壁上，并用于判断所述背散射单元是否开始进入被检测对象。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述机械臂具有L形结构，所述L形结构的水平部的一端与所述背散射单元连接，所述L形结构的竖直部的一端与所述可移动式底盘连接，所述水平部的另一端连接在所述竖直部的另一端上。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述水平部和/或所述竖直部是能够伸缩的。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，所述第一激光雷达和所述第二激光雷达中的至少一个是单线激光雷达。

根据本公开的一种示例性实施例的背散射检测设备，还包括周向角度判断单元，所述周向角度判断单元用于判断第二激光雷达检测到背散射单元的周向存在实物的角度范围是否大于预定角度。

根据本公开上述各种示例性实施例所述的背散射检测设备通过设置第一激光雷达来获取被检测对象内部的导航点云图，以引导背散射单元在被检测对象内并在第一方向上的运动，从而实现背散射检测装置的自主扫描，且无需人工操作，因此提高了工作效率，且安全性高。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本公开的一种示例性实施例的背散射成像设备的示意图；

图2是图1所示的背散射成像设备在进入被检测对象前的工作示意图；

图3是图1所示的背散射成像设备利用第二激光雷达判断是否开始进入被检测对象的工作示意图；

图4是图1所示的背散射成像设备利用第一激光雷达获取导航点云图的工作示意图；

图5是图1所示的背散射成像设备在进行扫描时的工作示意图；以及

图6(a)至图6(c)分别是根据本公开的背散射成像设备所获取的轮廓点云图、背散射图像以及轮廓点云图与背散射图像的融合图像；以及

图7是根据本公开的一种背散射检测设备的背散射检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本公开，本公开的示例性实施例和可选实施例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本公开的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能解释为对本公开的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本公开所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本公开的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

根据本公开的发明构思，提供了一种背散射成像设备，包括：可移动式底盘；背散射单元，所述背散射单元用于获取被检测对象的背散射图像；机械臂，所述机械臂连接于所述可移动式底盘和所述背散射单元之间，以带动所述背散射单元运动；以及第一激光雷达，所述第一激光雷达设置在所述背散射单元上，用于获取被检测对象内部的导航点云图，以引导所述机械臂在所述被检测对象内沿第一方向的运动，所述第一方向垂直于所述背散射单元的射线束的扫描面。

图1是根据本公开的一种示例性实施例的背散射成像设备的示意图；图2是图1所示的背散射检测设备在进入被检测对象前的工作示意图；图3是图1所示的背散射检测设备利用第二激光雷达判断是否进入被检测对象的工作示意图；图4是图1所示的背散射检测设备利用第一激光雷达获取导航点云图的工作示意图；图5是图1所示的背散射检测设备在进行扫描时的工作示意图；以及图6(a)至图6(c)分别是根据本公开的背散射检测设备所获取的轮廓点云图、背散射图像以及轮廓点云图与背散射图像的融合图像。

如图1所示，本公开示例性实施例提供的一种背散射检测设备100包括可移动式底盘(未示出)、背散射单元10、机械臂20和第一激光雷达30。具体地，背散射单元10用于获取被检测对象200的背散射图像，其包括屏蔽壳体11、飞点扫描模块和探测器，其中屏蔽壳体11包括顶壁、底壁、前壁、后壁以及连接顶壁和底壁的两个侧壁(如图1所示)。飞点扫描模块包括设置在屏蔽壳体11内的射线源以及与该射线源转动连接的飞点装置，屏蔽壳体11的侧壁设置有狭缝12，飞点扫描模块所发射的射线束经由该狭缝12并沿垂直于第一方向X的方向Y射出。探测器设置在屏蔽壳体11上，并用于探测射线束经被检测对象200散射的散射信号。机械臂20例如可以具有L形结构，该L形结构的水平部的一端与屏蔽壳体11的后壁连接，竖直部的一端与可移动式底盘连接，以带动背散射单元10运动，水平部的另一端连接在竖直部的另一端上。第一激光雷达30设置在背散射单元10的屏蔽壳体11上，用于获取被检测对象200内部的导航点云图，以引导背散射单元10在被检测对象200内沿第一方向X的运动。在一个实施例中，第一激光雷达30可以是是单线激光雷达。

根据本公开所述的背散射检测设备通过设置第一激光雷达来获取被检测对象内部的导航点云图，以引导背散射单元在被检测对象内沿第一方向X的运动，从而实现背散射检测装置的自主扫描，且无需人工操作，因此提高了工作效率，且安全性高。此外，该导航点云图也可以辅助嫌疑物所在位置的判断。

在该实施例中，第一激光雷达30的数量是1个，在使用时，通过将机械臂20绕第一方向X旋转(例如如图4中的箭头所示)，以获取被检测对象200内的导航点云图，然而，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以在屏蔽壳体11的顶壁、底壁以及两个侧壁上分别设置第一激光雷达，将多个第一激光雷达所探测的数据融合以获取被检测对象200内的导航点云图。

如图1所示，本公开示例性实施例提供的背散射检测设备100还包括设置在屏蔽壳体11的前壁上的第二激光雷达40，该第二激光雷达40在垂直于第一方向X的平面(即，YZ平面)内发射激光束，且扫描范围为360度，以用于引导背散射单元10在垂直于第一方向X的平面(即，YZ平面)内的运动，并获取被检测对象200的轮廓点云图，以辅助图像查验。本领域的技术人员应当理解，在该示例性实施例中，位于屏蔽壳体11上的第二激光雷达40的数量可以是1个，该第二激光雷达40自身具有360度的扫描范围，然而，在本公开的其它一些实施例中，位于屏蔽壳体11上的前壁的第二激光雷达的数量还可以是多个，每个第二激光雷达的扫描范围可以小于360度，多个第二激光雷达环绕屏蔽壳体11的前壁的中心间隔设置，共同配合实现360度的扫描范围。在一个实施例中，第二激光雷达40可以是是单线激光雷达。

如图1所示，本公开示例性实施例提供的背散射检测设备100还包括数据融合单元，该数据融合单元用于接收来自第二激光雷达40的轮廓点云图和来自背散射单元10的背散射图像，并将该轮廓点云图和该背散射图像进行融合，以得到融合后的图像，以供查验人员查验有无嫌疑物品并确定嫌疑物品的位置。本公开示例性实施例所提供的背散射检测设备通过将轮廓点云图和背散射图像进行融合，以辅助嫌疑物品的判断及定位，从而提高了检测准确度。

如图1所示，该背散射检测设备100还包括设置在屏蔽壳体11的前壁上的超声波传感器50，该超声波传感器50用于检测背散射单元10的运行前方是否存在障碍物，以判断该背散射单元10是否可以进入被检测对象200。具体地，如果超声波传感器50检测到该背散射单元10的运行前方有障碍物，则该背散射单元10不可以进入被检测对象200，否则的话，则可以进入被检测对象200。通过采用超声波传感器50，可以准确地识别玻璃等透明障碍物，以使得该背散射检测设备100可以更加地智能。另外，也可以通过第一激光雷达30来辅助检测在该背散射单元10的运行前方是否有障碍物，以更加准确地判断该背散射单元10是否可以进入被检测对象200。在这种情况下，优选第一激光雷达30设置在屏蔽壳体11的顶壁上，并位于顶壁的尽可能靠近前壁的部分。另外也可以在屏蔽壳体11的各个壁上设置超声波传感器，以检测各个方位上的障碍物信息。

如图1和图3所示，第二激光雷达40设置在屏蔽壳体11的前壁上，并用于判断背散射单元10是否开始进入被检测对象200。具体地，可以通过第二激光雷达40来检测该背散射单元10的周向(在YZ平面内)是否存在实物，以判断该背散射单元10是否开始进入被检测对象200。具体地，如果第二激光雷达40检测到背散射单元10的周向存在实物(例如被检测对象200的侧壁)并且存在实物的角度范围大于预定角度(例如180度或200度)，则判定背散射单元10开始进入被检测对象200，否则的话，则判定背散射单元10未开始进入被检测对象200。如果判定背散射单元10开始进入被检测对象200，则开启背散射单元10以对被检测对象200进行扫描，如果判定背散射单元10没有开始进入被检测对象200，则持续地判断背散射单元10是否开始进入被检测对象200。在一个实施例中，背散射检测设备100包括周向角度判断单元，所述周向角度判断单元用于判断第二激光雷达检测到背散射单元的周向存在实物的角度范围是否大于预定角度(例如180度或200度)。

在图1所示的示例性实施例中，该背散射检测设备100还可以包括判决与显示单元，该判决与显示单元用于依据数据融合单元得到的图像做出判决并输出判决结果。然而，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以人工查视融合后的图像来分辨有无嫌疑物品并确定嫌疑物品的位置，或者人工直接查视背散射图像来分辨有无嫌疑物品并确定嫌疑物品的位置。

如图1所示，该背散射检测设备100还包括设置在屏蔽壳体11上的三个可见光/红外光成像装置60，例如摄像头、红外光摄像仪等，这三个可见光/红外光成像装置60分别设置在前壁的上部以及顶壁分别与两个侧壁的连接处，并用于采集被检测对象200的可见光图像/红外光图像。这样，查验人员可以通过比对可见光/红外光图像和融合后的图像，以判定所述判决结果中的嫌疑物品是否是违禁物品。本公开示例性实施例所提供的背散射检测设备通过将融合图像和可见光/红外光图像进行比对，以辅助嫌疑物品的判定，从而进一步提高了检测准确度。此外，该可见光/红外光成像装置60也可以辅助操作者对该背散射检测设备100的远程操控以及扫描过程的监控。本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，可见光/红外光成像装置60的数量以及所在的位置均可以依据具体情况进行变化。

在图1所示的实施例中，机械臂20的水平部是可伸缩的，以使得该背散射检测设备100可以适用于较大宽度范围内的被检测对象200。在本公开的其它一些实施例中，机械臂20的竖直部也可以是可伸缩的，从而使得该背散射检测设备100可以适用于不同高度的被检测对象200。此外，机械臂20连接于背散射单元10与可移动式底盘之间，以在可移动式底盘的带动下使设置在机械臂20一端的背散射单元10靠近并进入被检测对象200内，从而可以灵活地控制该背散射检测设备100。

在一些实施例中，该背散射检测设备100还包括自主移动装置，用于控制可移动式底盘自主移动。在本公开的其它一些实施例中，该背散射检测设备100还包括遥控终端，用于远程遥控可移动式底盘运动。

根据本公开的另一方面，如图7所示，还提供了一种使用上述背散射检测设备的背散射检测方法，该方法包括下列步骤：

S20：利用第一激光雷达30获取被检测对象200内部的导航点云图；

S40：利用导航点云图引导背散射单元10在被检测对象200内沿第一方向X的运动，同时利用背散射单元10对被检测对象200进行扫描，以获取被检测对象200的背散射图像，如图6(b)所示。

在本公开的一些示例性实施例中，如图7所示，在步骤S40中，还可以利用第二激光雷达40获取被检测对象200内部的轮廓点云图，如图6(a)所示；并且该背散射检测方法还包括：S50：利用数据融合单元将背散射单元10获取的背散射图像和第二激光雷达40获取的轮廓点云图进行融合，以得到融合图像，如图6(c)所示。

在本公开的一些示例性实施例中，如图7所示，该背散射检测方法还包括S60：利用判决与显示单元对数据融合单元融合的图像做出判决并输出判决结果。

在本公开的一些示例性实施例中，如图7所示，在步骤S40中，还可以利用可见光成像装置60获取被检测对象200内部的可见光/红外光图像，并且该背散射检测方法还包括S70：比对可见光/红外光图像与融合图像，以供查验人员判定所述判决结果中的嫌疑物品是违禁品的概率大小，例如，可判断嫌疑物是违禁物品或者认为嫌疑物的嫌疑程度大到足以需要拆开被检测对象的部件(例如被检车辆的座椅靠背)的程度，以避免出现误判，导致不必要的损失。

在本公开的一些示例性实施例中，如图7所示，在利用第一激光雷达30获取被检测对象200内部的导航点云图之前，执行步骤S10：判断背散射单元10是否可以进入被检测对象200。如果判定背散射单元10可以进入被检测对象200，则利用第一激光雷达30建立导航点云图，如果判定背散射单元10不可以进入被检测对象200，则可以发出报警，以提醒用户更改被检测对象200的状态，例如打开被检测车辆的车门、车窗等，以使得背散射单元10可以进入被检测对象200。当用户将被检测对象200的状态更改为可检测状态之后，可以重新执行步骤S10。

在本公开的一些示例性实施例中，如图7所示，在利用背散射单元10对被检测对象200进行扫描，以获取被检测对象200的背散射图像之前，执行步骤S30：利用第二激光雷达40判断背散射单元10是否开始进入被检测对象200的步骤。当判定背散射单元10开始进入被检测对象200，则执行步骤S40，背散射单元开始发出X射线(避免X射线提前发出导致不必要的辐射)，第二激光雷达40开始生成轮廓点云图，否则继续向被检测对象内部移动机械臂20，直到判定背散射单元10开始进入被检测对象200。

在本公开的一些示例性实施例中，在背散射单元10在被检测对象200内的运动期间，例如通过旋转机械臂20并利用第一激光雷达30实时更新所述导航点云图。本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以根据需要间隔地旋转机械臂20，并利用第一激光雷达30间隔地更新导航点云图。

根据本公开上述各种示例性实施例所述的背散射检测设备及检测方法通过设置第一激光雷达来获取被检测对象内部的导航点云图，以引导背散射单元在被检测对象内沿第一方向X的运动，从而实现背散射检测装置的自主扫描，且无需人工操作，因此提高了工作效率，且安全性高。此外，该背散射检测设备通过将第二激光雷达获取的轮廓点云图和背散射单元获取的背散射图像进行融合，以辅助嫌疑物品的判断及定位，从而提高了检测准确度。进一步地，通过比对可见光/红外光成像装置获取的可见光/红外光图像与融合图像，以供查验人员判定嫌疑物品是否是违禁物品，以避免出现误判。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

上述本公开的示例性实施例和可选实施例仅例示性的说明了本公开的方案及其效果，而非用于限制本公开，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，对本公开所作的任何改变和改进都在本公开的范围内。本公开的权利保护范围，应如本公开的申请专利范围所界定的为准。

Claims (13)

1.一种背散射检测设备，其特征在于，所述背散射检测设备包括：

可移动式底盘；

背散射单元，所述背散射单元用于获取被检测对象的背散射图像；

机械臂，所述机械臂连接于所述可移动式底盘和所述背散射单元之间，以带动所述背散射单元运动；以及

第一激光雷达，所述第一激光雷达设置在所述背散射单元上，用于获取被检测对象内部的导航点云图，以引导所述机械臂在所述被检测对象内沿第一方向的运动，所述第一方向垂直于所述背散射单元的射线束的扫描面。

2.根据权利要求1所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括设置在所述背散射单元上的第二激光雷达，所述第二激光雷达用于引导所述机械臂在垂直于所述第一方向的平面内的运动，并获取被检测对象内部的轮廓点云图。

3.根据权利要求2所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括数据融合单元，所述数据融合单元用于接收来自所述第二激光雷达的轮廓点云图和来自所述背散射单元的背散射图像，并将所述轮廓点云图和所述背散射图像进行融合。

4.根据权利要求3所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括判决与显示单元，用于对所述数据融合单元融合的图像做出是否存在嫌疑物的判决并输出判决结果。

5.根据权利要求4所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括设置在所述背散射单元上的可见光/红外光成像装置，所述可见光/红外光成像装置用于采集被检测对象内部的可见光/红外光图像，以供查验人员比对所述融合的图像与所述可见光/红外光图像，从而判断所述判决结果中的嫌疑物品是违禁物品的概率大小。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的背散射检测设备，其特征在于，所述背散射单元包括：

屏蔽壳体，所述屏蔽壳体包括顶壁、底壁、前壁、后壁以及连接所述顶壁和所述底壁的两个侧壁，所述机械臂的一端与所述后壁连接；

飞点扫描模块，所述飞点扫描模块包括设置在屏蔽壳体内的射线源以及与所述射线源转动连接的飞点装置，所述屏蔽壳体的侧壁设置有狭缝，所述飞点扫描模块所发射的射线束经由所述狭缝出射；以及

探测器，所述探测器设置在屏蔽壳体上，并用于探测所述射线束经被检测对象散射的散射信号。

7.根据权利要求6所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括设置在所述屏蔽壳体的前壁上的超声波传感器，所述超声波传感器用于检测所述背散射单元运行前方是否存在障碍物，以判断所述背散射检测设备是否能够进入被检测对象内。

8.根据权利要求6所述的背散射检测设备，其特征在于，所述第一激光雷达设置在所述顶壁的靠近所述前壁的部分上，以辅助检测所述背散射单元运行前方是否存在障碍物。

9.根据权利要求6所述的背散射检测设备，其特征在于，所述第二激光雷达设置在所述屏蔽壳体的前壁上，并用于判断所述背散射单元是否开始进入被检测对象。

10.根据权利要求2-5中任一项所述的背散射检测设备，其特征在于，所述机械臂具有L形结构，所述L形结构的水平部的一端与所述背散射单元连接，所述L形结构的竖直部的一端与所述可移动式底盘连接，所述水平部的另一端连接在所述竖直部的另一端上。

11.根据权利要求10所述的背散射检测设备，其特征在于，所述水平部和/或所述竖直部是能够伸缩的。

12.根据权利要求2-5中任一项所述的背散射检测设备，其特征在于，所述第一激光雷达和所述第二激光雷达中的至少一个是单线激光雷达。

13.根据权利要求2-5中任一项所述的背散射检测设备，其特征在于，还包括周向角度判断单元，所述周向角度判断单元用于判断第二激光雷达检测到背散射单元的周向存在实物的角度范围是否大于预定角度。

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