DE102008046417A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Inspektion auf Schmuggelware in Luftfrachtgutbehältern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Inspektion auf Schmuggelware in Luftfrachtgutbehältern Download PDF

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Abstract

in einem Luftfrachtgutbehälter umfasst: einen an einer Objektinspektionsposition gelegenen Drehtisch, der so ausgebildet ist, dass er das zu inspizierende Objekt trägt und das Objekt zur Drehung bringt, ein Objektfördersystem, ein Abtastsystem mit einer Strahlungsquelle und einem Detektor, die sich synchron in vertikaler Richtung bewegen können, ein Drehtischantriebs-/-steuersystem, das eine Drehung des Drehtischs so antreibt und steuert, dass der Drehtisch sich um seine Rotationsachse drehen kann, ein Abtastantrieb-/-steuersystem, das die Strahlungsquelle und den Detektor in synchroner Bewegung in vertikaler Richtung so antreibt und steuert, dass die Strahlungsquelle und der Detektor sich kontinuierlich in vertikale Richtung bewegen können. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein multifunktionales Inspektionssystem.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Frachtsicherheitsinspektion, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion auf Schmuggelware in Luftfrachtgut.
  • Stand der Technik
  • Derzeit wird Luftfracht, wie ein Flugtransportbehälter, noch hauptsächlich mittels Inspektion von Hand und durch Röntgenröhren-Transmissionsverfahren vorgenommen (nur kleine Flugtransportbehälter können bei der Inspektion erfasst werden). Es sind auch Vorrichtungen unter Anwendung von CT(Computertomographie)-Technologie für eine Frachtgutinspektion ausgebildet, zum Beispiel Produkte der Smith Corporation unter Verwendung von Röntgenröhren und Produkte der Hualixing Company unter Verwendung einer Strahlungsquelle. Die beiden oben genannten Produkttypen sind in der Anwendung sehr einge schränkt, weil eine Röntgenröhre ein relativ geringes Eindringvermögen aufweist und Strahlungsquellen in der Anwendung und Handhabung streng kontrolliert sind. Insbesondere setzen diese Vorrichtungen alle eine Abtastung mit horizontalem Vorschub ein, um eine Inspektion mit CT-Bildgebung durchzuführen, d. h. das zu inspizierende Objekt läuft horizontal durch und ein Abtastsystem rotiert um den Vorschubweg des Objekts derart, dass diese CT-Inspektionssysteme eine relativ geringe Frachtgutdurchsatzrate zeigen. Darüber hinaus ist dieses CT-Inspektionssystem durch Struktur und Abmessungen und Eindringvermögen stark eingeschränkt, so dass das System nicht zur Inspektion von Flugtransportbehältern mit relativ großen Abmessungen ausgebildet werden kann. Zum Beispiel können die heutigen Vorrichtungen einen Flugtransportbehälter von zwei Metern Länge und zwei Metern Breite nicht prüfen. Darüber hinaus erfordert die oben genannte Abtastung mit horizontalem Vorschub die Belegung einer ebenso großen Bodenfläche zur linken und rechten Seite des Frachtgutvorschubwegs, so dass eine solche Vorrichtung einen ziemlich großen Raum beansprucht.
  • Außerdem wurden im Stand der Technik viele Arten von Strahlenbildgebungsverfahren weiterentwickelt, wie Transmissionsbildgebungsverfahren, Mehrwinkelbildgebungsverfahren und CT-Bildgebungsverfahren. Die verschiedenen Bildgebungsverfahren entsprechen allgemein verschiedenen Frachtgut-Abtastverfahren von Abtastsystemen. Die oben genannten Inspektionsvorrichtungen aus dem Stand der Technik können allgemein nur eine der Abtastverfahrensweisen ausführen, so dass die Auswahl der Verfahrensweisen zur Bildgebung eingeschränkt ist. Bei einer Frachtgutinspektion muss jedoch manchmal dasselbe Frachtgut zur Bildgebung nach verschiedenen Verfahren abgetastet werden. Die derzeitigen Inspektionsvorrichtungen können diesen Bedarf nicht erfüllen.
  • Aufgabe und Lösung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, mindestens einen der oben genannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Inspektion auf Schmuggelware in einem Luftfrachtgutbehälter zur Verfügung, die umfasst:
    einen an einer Objektinspektionsposition gelegenen Drehtisch, der so ausgebildet ist, dass er das zu inspizierende Objekt trägt und das Objekt zur Drehung bringt,
    ein Objektfördersystem, um das Objekt in horizontaler Richtung zum Drehtisch hin und nach Beendigung der Inspektion vom Drehtisch weg zu befördern,
    ein Abtastsystem, das um den Drehtisch angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass es das Objekt abtastet, um Bilddaten zu erfassen, wobei das Abtastsystem eine Strahlungsquelle und einen Detektor umfasst, die sich synchron in vertikale Richtung bewegen können,
    ein Untersystem für Drehtischantrieb/-steuerung, das eine Drehung des Drehtisches so antreibt und steuert, dass der Drehtisch sich kontinuierlich um seine Rotationsachse drehen oder sich in eine vorgegebene Winkelposition drehen kann,
    ein Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung, das die Strahlungsquelle und den Detektor in synchroner Bewegung in vertikale Richtung so antreibt und steuert, dass die Strahlungsquelle und der Detektor sich kon tinuierlich in vertikale Richtung bewegen oder sich in eine vorgegebene vertikale Position bewegen können,
    einen Hauptsteuercomputer, der eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle bereitstellt, um die Arbeit der Vorrichtung gemäß den Anweisungen einer Bedienungsperson zu steuern. Der Computer hat auch verschiedene Aufgaben, wie Datenverarbeitung, Bildrekonstruktion, Bildanzeige. In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Drehtisch sich kontinuierlich drehen oder er kann sich in eine vorgegebene Winkelposition drehen und das Abtastsystem (mit einer Strahlungsquelle und einem Detektor) kann sich kontinuierlich in vertikale Richtung bewegen oder es kann sich in eine vorgegebene vertikale Position bewegen. Aufgrund verschiedener Bewegungsweisen des Drehtischs und des Abtastsystems kann die erfindungsgemäße Vorrichtung das Objekt in verschiedenen Abtastverfahren abtasten. Eine Bedienungsperson kann ein oder mehrere Abtastverfahren auswählen, wie sie in der Praxis zum Abtasten des Objekts notwendig sind, dann eine Abbildung des Objekts in unterschiedlichen Verfahrensweisen in Zusammenwirkung mit dem zugehörigen Algorithmus durchführen, um verschiedene Bedürfnisse zu erfüllen. Deshalb ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein multifunktionales umfassendes Inspektionssystem.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform,
  • 3 ist eine linksseitige Ansicht der Vorrichtung gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Inspektion auf Schmuggelware in einem Luftfrachttransportbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung einen Drehtisch 11, der in einer Objektinspektionsposition gelegen und so ausgebildet ist, dass er das zu inspizierende Objekt (nicht gezeigt), wie einen Flugtransportbehälter, trägt und das zu inspizierende Objekt in Drehung bringt. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Objektfördersystem (nicht gezeigt), um das Objekt in horizontaler Richtung zum Drehtisch hin und nach Beendigung der Inspektion vom Drehtisch weg zu befördern, wie es im Fachbereich bekannt ist. Das Objektfördersystem und der Drehtisch werden zusammen als Fördersystem bezeichnet. Der Drehtisch 11 ist auf einem Förderweg des Objektfördersystems gelegen. in einer Ausführungsform ist der Drehtisch 11 ein multifunktioneller Drehförderwerktisch. Die chinesische Patentanmeldung Nr. 200610169797.3 offenbart einen multifunktionellen Drehförderwerktisch, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird. Der multifunktionelle Drehwerktisch kann nicht nur das zu inspizierende Objekt durch eine Abtaststrecke befördern, sondern auch das Objekt in der Abtaststrecke lagern und in Drehung bringen.
  • Wenn daher das Objekt während einer Drehung abzutasten ist, kann sich nicht das Abtastsystem (das nachfolgend im Detail beschrieben wird) um das Objekt drehen, sondern das Objekt selbst dreht sich.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner ein Untersystem für Drehtischantrieb/-steuerung (nicht gezeigt), das eine Drehung des Drehtischs so antreibt und steuert, dass der Drehtisch sich kontinuierlich um seine Rotationsachse drehen oder sich in eine vorgegebene Winkelposition drehen kann. Das Untersystem für Drehtischantrieb/-steuerung umfasst allgemein einen Elektromotor und eine Servosteuereinheit für den Elektromotor bzw. Servoantriebsmotor.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner ein Abtastsystem, das um den Drehtisch angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass es das Objekt abtastet, um Bilddaten zu erfassen. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst das Abtastsystem eine Strahlungsquelle 6 und einen Detektor 17 auf beiden Seiten des Drehtischs 11. Die Strahlungsquelle 6 und der Detektor 17 können sich synchron in vertikale Richtung bewegen, um zu gewährleisten, dass eine horizontale Strahlenfläche 16, die von der Strahlungsquelle 6 emittiert ist, und die Ebene, in der der Detektor 17 gelegen ist, immer in der gleichen horizontalen Fläche liegen. Die Strahlungsquelle 6 emittiert kontrollierbare Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen und kann ein Elektronenlinearbeschleuniger, eine Isotopenquelle oder eine Röntgenröhre sein. Der Detektor 17 konvertiert die durch das Objekt hindurchtretenden Strahlen in elektrische Signale und kann ein Feststoffdetektor oder ein Gasdetektor sein. Der Detektor kann in seiner strukturellen Form einen oder eine Mehrzahl von linearen oder bogenförmigen Anordnungen oder einen starken oder schwachen Detektor einsetzen. Das Abtastsystem kann ferner einen Datenkollektor umfassen, der die elektrischen Signale des Detektors in digitale Signale umwandelt, und sie über einen Bus oder ein Ethernet zu einem Hauptsteuercomputer überträgt. Der Detektor 17 kann selbst den Datenkollektor tragen.
  • Das Abtastsystem umfasst ferner eine Strahlungsquellenhalterstruktur zum Anbringen der Strahlungsquelle 6 und eine Detektorhalterstruktur zum Anbringen des Detektors 17. Die Strahlungsquellenhalterstruktur und die Detektorhalterstruktur sind zu beiden Seiten des Drehtischs 11 angeordnet. Die Strahlungsquellenhalterstruktur oder die Detektorhalterstruktur umfasst eine oder mehrere Stützenanordnungen. In einer Ausführungsform umfassen die Strahlungsquellenhalterstruktur und die De tektorhalterstruktur jeweils eine oder mehrere Stützenanordnungen. In einer Ausführungsform weist jede Stützenanordnung im Wesentlichen die gleiche Struktur auf. In den 1 bis 3 umfasst die Strahlungsquellenhalterstruktur bevorzugt eine einzige Stützenanordnung und die Detektorhalterstruktur umfasst bevorzugt zwei Stützenanordnungen, so dass ein Abtastrahmen in einer Dreistützenform ausgebildet ist. Eine solche Dreistützenform verringert die Aufstellfläche in einem maximalen Umfang unter den Bedingungen, dass ein stabiles Anbringen des Detektors und der Strahlungsquelle gewährleistet sind. Außerdem ist der an den beiden Stützenanordnungen angeordnete Detektor bevorzugt eine planare Detektoranordnung, um die Aufstellfläche weiter zu verringern. Eine Detektoranordnung in planarer Form nimmt weniger Fläche ein als eine Detektoranordnung in Form einer gewölbten Oberfläche.
  • In den 1 bis 3 umfasst die Stützenanordnung die Stützen 8, 1 oder 10, die in vertikaler Richtung angeordnet sind, wobei die Stützenanordnung für die Strahlungsquellenhalterstruktur die Stütze 8 umfasst und die beiden Stützenanordnungen für die Detektorhalterstruktur die Stütze 1 bzw. die Stütze 10 umfassen. Ein Hebemechanismus ist an jeder Stütze in Ausfahrrichtung der Stütze vorgesehen und von der Stütze getragen, und die Strahlungsquelle oder der Detektor ist auf dem Hebemechanismus angebracht. Der Hebemechanismus umfasst einen Spindelschraubenmechanismus 12 und eine Hebeplattform 7, 2 oder 9, die entlang der Stütze vorgesehen ist. Bei den Hebeplattformen, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt sind, bezeichnet das Bezugszeichen 7 eine Hebeplattform in der Stützenanordnung in der Strahlungsquellenhalterstruktur und die Bezugszeichen 2 bzw. 9 bezeichnen Hebeplattformen in den beiden Stützenanordnungen in der Detektorhalterstruktur. Die Hebeplattform 7, 2 oder 9 ist auf der Spindelschraube 12 angebracht und in Gewindeeingriff mit ihr und die Strahlungsquelle 6 oder der Detektor 17 ist entsprechend fest an der Hebeplattform angebracht. Wenn daher die Spindelschraube 12 sich dreht, kann die Hebeplattform 7, 2 oder 9 sich aufgrund der Wechselwirkung mit den Gewindegängen der Spindelschraube 12 entlang der Spindelschraube 12 heben oder senken. In einer Ausführungsform kann die Hebeplattform über eine Mutter mit der Spindelschraube in Gewindeeingriff sein, wobei die Mutter in Gewindeeingriff mit der Spindelschraube ist und mit der Hebeplattform fest verbunden ist. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Hebeplattform selbst einen durch sie verlaufenden Gewindedurchtritt, wobei der Gewindedurchtritt mit der Spindelschraube in Gewindeeingriff ist. Der Hebemechanismus kann ferner mindestens eine Führungsschiene umfassen, die entlang der Stütze angeordnet ist, wobei die Hebeplattform sich entlang der Führungsschiene so verschieben kann, dass die Führungsschiene die Hebeplattform beim Anheben und Absenken führt. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst der Hebemechanismus bevorzugt zwei Führungsschienen 13, die an beiden Seiten der Spindelschraube 12 angeordnet sind. In einer Ausführungsform ist die Hebeplattform über einen Schlitten oder Gleitstein mit den Führungsschienen in Schiebeverbindung, wobei der Schlitten mit der Führungsschiene in Schiebeverbindung ist und mit der Hebeplattform fest verbunden ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Hebeplattform einen durch sie verlaufenden Durchtritt umfassen, wobei sich die Führungsschiene durch den Durchtritt erstreckt.
  • Wenn die Detektorhalterstruktur oder die Strahlungsquellenhalterstruktur eine Mehrzahl von Stützenanordnungen umfasst, kann die Halterstruktur ferner einen Verbindungsträger umfassen, der zwischen jedem Paar benachbarter Stützen eingesetzt ist, um eine strukturelle Stabilität zwischen den Stützenanordnungen zu erreichen. Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist in der Detektorhalterstruktur ein Verbindungsträger 3 zwischen den Stützen 1 und 10 eingesetzt.
  • Wenn die Detektorhalterstruktur eine Mehrzahl von Stützenanordnungen umfasst, kann die Halterstruktur ferner einen Querträger umfassen, der zwischen jedem Paar benachbarter Hebeplattformen eingesetzt ist, wobei der Detektor (bevorzugt eine planare Detektoranordnung) fest am Querträger angebracht ist und auf diese Weise über den Querträger fest an der Hebeplattform angebracht ist. Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist in der Detektorhalterstruktur der Querträger 4 zwischen die Hebeplattformen 2 und 9 eingesetzt und der Detektor 17 ist am Querträger 4 angebracht. Aufgrund der starren Eigenschaften einer mechanischen Struktur sind, um die erforderliche Fertigungspräzision, insbesondere die Montagepräzision der starren Struktur zu verringern, beide Enden des Querträgers 4 mit den Verbindungspunkten der Detektorhebeplattformen 2 bzw. 9 verbunden, wobei ein Ende eine feste Scharnierverbindung aufweist und das andere Ende elastisch gekoppelt ist, so dass der Detektorquerträger 4 sich beim Abtastvorgang normal synchron bewegen kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner ein Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung, das die Strahlungsquelle und den Detektor in synchroner Bewegung in vertikaler Richtung so antreibt und steuert, dass die Strahlungsquelle und der Detektor sich kontinuierlich in vertikaler Richtung bewegen oder sich zu einer vorgegebenen vertikalen Position bewegen können. Das Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung umfasst einen Servoantriebsmotor 5 zum Antreiben der Spindelschraube 12 in den Stützenanordnungen und eine Servosynchronsteuereinheit (nicht gezeigt) zum Steuern des synchronen Betriebs des Servoantriebsmotors 5. Wenn die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rahmen mit drei Stützen ist, ist die Servosynchronsteuerung eine Servosynchronsteuereinheit mit drei Achsen.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Hauptsteuercomputer umfassen. Die Steueranteile des Untersystems für Drehtischantrieb/-steuerung und des Untersystems für Abtastantrieb/-steuerung können in speziellen Implementierungen von einem einzigen Steuerungssystem ausgeführt werden, das zum Beispiel durch den Hauptsteuercomputer und eine Spezialsoftware im Hauptsteuercomputer ausgebildet ist. Der Hauptsteuercomputer kann eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle zur Verfügung stellen, um die Arbeit der Vorrichtung gemäß den Anweisungen der Bedienungsperson zu steuern und gemäß den Bilddaten Bilder auszubilden und anzuzeigen. Zum Beispiel kann die Bedienungsperson über die Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle Parameter, wie den kontinuierlichen Rotationswinkel oder eine vorgegebene Winkelposition des Drehtischs, kontinuierliche Bewegungslänge oder vorgegebene vertikale Position der Strahlungsquelle oder des Detektors an das Untersystem für Drehtischantrieb/-steuerung und das Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung eingeben. Daher kann die Bedienungsperson die Vorrichtung zum Abtasten des Objekts in verschiedener Weise ansteuern. Darüber hinaus kann der Hauptsteuercomputer unter Verwendung von durch das Abtastsystem erfassten Bilddaten gemäß einem bestimmten Verarbeitungsalgorithmus eine Bildgebung vornehmen.
  • Wie oben diskutiert, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Objekt in verschiedenen Arbeitsweisen untersuchen. Solche Arbeitsweisen können beispielsweise umfassen:
    • (1) ein planares Transmissionsbildgebungsverfahren, wobei der Drehtisch das Objekt in mindestens eine vorgegebene Winkelposition bringt; wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, können die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in der vertikalen Richtung abtasten, um Transmissionsbilddaten in allen vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; die Vorrichtung bildet gemäß der Transmissionsbilddaten in jeder vorgegebenen Winkelposition, wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, jeweils 2-dimensionale (2D) Transmissionsbilder.
    • (2) Ein 3-dimensionales (3D) Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung, wobei der Drehtisch das Objekt in eine Mehrzahl von vorgegebenen Winkelpositionen bringt; wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, tasten die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in vertikaler Richtung ab, um Transmissionsbilddaten in allen vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; und die Vorrichtung rekonstruiert gemäß der Transmissionsbilddaten in den vorgegebenen Winkelpositionen ein 3-dimensionales Abbild des Objekts. Für den im 3D-Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung verwendeten Algorithmus kann die chinesische Patentanmeldung chinesische Patentanmeldung Nr. 200610076574.2 ein Beispiel angeben, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird.
    • (3) Ein 2-dimensionales (2D) CT(Computertomographie)-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle oder der Detektor in mindestens einer vorgegebenen vertikalen Position positioniert wird; wenn die Strahlungsquelle und der Detektor in jeder vorgegebenen vertikalen Position positioniert sind, bringt der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung, um CT-Projektionsdaten an den vorgegebenen vertikalen Positionen zu erfassen; und die Vorrichtung rekonstruiert gemäß den CT-Projektionsdaten an den vorgegebenen vertikalen Positionen ein 2D-Querschnittsbild des Objekts in den vorgegebenen vertikalen Positionen.
    • (4) Ein Spiral-CT-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle und der Detektor sich von einer ersten vorgegebenen vertikalen Position zu einer zweiten vorgegebenen vertikalen Position in vertikaler Richtung verschieben, während der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung bringt, so dass das Objekt wendelförmig abgetastet wird und Spiral-CT-Abtastdaten des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position erhalten werden; und die Vorrichtung rekonstruiert gemäß den Spiral-CT- Abtastdaten eine 3D-Tomographieabbildung (Volumendaten) des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position.
  • Die oben genannten Vorgehensweisen sind nur Beispiele. Es ist anzumerken, dass der Drehtisch sich in eine beliebige vorgegebene Winkelposition drehen oder kontinuierlich drehen kann, während das Abtastsystem (mit der Strahlungsquelle und dem Detektor) zu einer beliebigen vorgegebenen vertikalen Position in vertikaler Richtung beweglich oder kontinuierlich beweglich ist. Ein Fachmann kann durch Untersuchung unterschiedlicher Kombinationen von Bewegungsweisen des Drehtischs und des Abtastsystems der erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedene mögliche Arbeitsweisen der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erhalten. Die Bedienungsperson kann eine oder mehrere der verschiedenen möglichen Arbeitsweisen zur Inspektion des Objekts auswählen.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine schnelle Inspektion von großem und mittelgroßem Frachtgut, wie Flugtransportbehältern in Standardgröße, vornehmen und Lichtbilder bereitstellen, wie planare Transmissionsbilder, planare CT-Schichtbilder und 3D-Volumenbilder (unter Verwendung des Bildgebungsverfahrens mit Mehrfachbetrachtung oder des Spiral-CT-Verfahrens), womit Form und Dichteverteilung des im Flugtransportbehälter enthaltenen Frachtguts angegeben werden. Ein Prüfer kann schließlich schnell beurteilen, ob das Frachtgut der Deklaration entspricht oder ein Schmuggel vorliegt, so dass eine genaue und effektive Sicherheitsinspektion durch Analysieren der charakteristischen Informationen des Objekts, die von der Vorrichtung bereitgestellt sind, durchgeführt wird.
  • Ein beispielhafter Arbeitsablauf der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird wie folgt beschrieben.
  • Schritt (1): Befördern des Objekts auf den Drehtisch 11.
  • In den Schritten (2) bis (4) wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dazu verwendet, das Objekt im planaren Transmissionsbildgebungsverfahren zu inspizieren.
  • Schritt (2): der Drehtisch 11 ist stationär, die Strahlungsquelle 6 und der Detektor 17 tasten synchron einmal in vertikaler Richtung ab, um Transmissionsbilddaten des Objekts in der vorliegenden Winkelposition zu erhalten.
  • Schritt (3): der Drehtisch 11 dreht sich um 90 Grad und führt Schritt (2) erneut aus, um andere Transmissionsbilddaten zu erhalten.
  • Schritt (4): Anzeigen der Transmissionsbilder aus den Schritten (2) und (3) auf dem Bildschirm des Computers, wobei die Bedienungsperson die beiden Transmissionsbilder analysiert und zu Schritt (8) übergeht, wenn ein verdächtiger Bereich gefunden wird.
  • In den Schritten (5) bis (7) wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dazu verwendet, das Objekt im 3D-Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung zu inspizieren.
  • Schritt (5): der Drehtisch 11 dreht sich um einen relativ kleinen Winkel, z. B. einen Winkel von 10 Grad bis 30 Grad, und Schritt (2) wird nochmals ausgeführt.
  • Schritt (6): zehnmal wiederholtes Ausführen von Schritt (5).
  • Schritt (7): Rekonstruieren eines 3D-Bildes des Objekts unter Verwendung der oben erhaltenen 12 Transmissionsbilddaten mittels Datenver arbeitung, und Übergang zu Schritt (8), wenn ein verdächtiger Bereich gefunden wird, ansonsten passiert das Objekt die Inspektion.
  • In Schritt (8) wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dazu verwendet, den verdächtigen Bereich im CT-Bildgebungsverfahren oder dem Spiral-CT-Bildgebungsverfahren abzutasten. Speziell werden die Strahlungsquelle 6 und der Detektor 17 auf Höhe des verdächtigen Bereichs positioniert und der Drehtisch 11 bringt das Objekt in kontinuierliche Drehung. Im CT-Verfahren bleiben die Strahlungsquelle 6 und der Detektor 17 stationär, erfassen CT-Projektionsdaten in der vorliegenden Position und rekonstruieren ein 2D-Querschnittsbild mittels Datenverarbeitung. Beim Spiral-CT-Bildgebungsverfahren tasten die Strahlungsquelle 6 und der Detektor 17 im Rahmen des verdächtigen Bereichs in vertikaler Richtung ab, um die CT-Projektionsdaten des verdächtigen Bereichs zu erfassen, und rekonstruieren ein 3D-Volumentomographiebild mittels Datenverarbeitung.
  • Schritt (9): die Bedienungsperson fällt ein endgültiges Urteil durch das Tomographiebild.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (24)

  1. Vorrichtung zur Inspektion auf Schmuggelware in einem Luftfrachtgutbehälter, die umfasst: einen an einer Objektinspektionsposition gelegenen Drehtisch, der so ausgebildet ist, dass er das zu inspizierende Objekt trägt und das Objekt zur Drehung bringt, ein Objektfördersystem, um das Objekt in horizontaler Richtung zum Drehtisch hin und nach Beendigung der Inspektion vom Drehtisch weg zu befördern, ein Abtastsystem, das um den Drehtisch angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass es das Objekt abtastet, um Bilddaten zu erfassen, wobei das Abtastsystem eine Strahlungsquelle und einen Detektor umfasst, die sich synchron in vertikale Richtung bewegen können, ein Untersystem für Drehtischantrieb/-steuerung, das eine Drehung des Drehtischs so antreibt und steuert, dass der Drehtisch sich kontinuierlich um seine Rotationsachse drehen oder sich in eine vorgegebene Winkelposition drehen kann, ein Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung, das die Strahlungsquelle und den Detektor in synchroner Bewegung in vertikale Richtung so antreibt und steuert, dass die Strahlungsquelle und der Detektor sich kontinuierlich in vertikale Richtung bewegen oder sich in eine vorgegebene vertikale Position bewegen können.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie dasselbe Objekt in mindestens zwei von einer Mehrzahl von Arbeitsweisen inspiziert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie dasselbe Objekt in mindestens einer von einer Mehrzahl von Arbeitsweisen inspiziert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Arbeitsweise der Mehrzahl von Arbeitsweisen ausgewählt ist aus: einem planaren Transmissionsbildgebungsverfahren, wobei der Drehtisch das Objekt in mindestens eine vorgegebene Winkelposition bringt; wenn das Objekt sich in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, tasten die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in vertikaler Richtung ab, um Transmissionsbilddaten in jeder vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; und die Vorrichtung bildet jeweils 2-dimensionale Transmissionsbilder gemäß der Transmissionsbilddaten in jeder vorgegebenen Winkelposition, wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, einem 3-dimensionalen (3D) Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung, wobei der Drehtisch das Objekt in eine Mehrzahl von vorgegebenen Winkelpositionen bringt; wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, tasten die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in vertikaler Richtung ab, um Transmissionsbilddaten in jeder der vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; und die Vorrichtung rekonstruiert ein 3-dimensionales Abbild des Objekts gemäß der Transmissionsbilddaten in jeder der vorgegebenen Winkelpositionen, einem 2-dimensionalen CT-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle und der Detektor in mindestens einer vorgegebenen vertikalen Position positioniert werden; wenn die Strahlungsquelle und der Detektor in der jeweiligen vorgegebenen vertikalen Position positioniert sind, bringt der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung, um CT-Projektionsdaten an jeder der vorgegebenen vertikalen Positionen zu erfassen; und die Vorrichtung rekonstruiert ein 2-dimensionales Querschnittsbild des Objekts in jeder der vorgegebenen vertikalen Positionen gemäß den CT-Projektionsdaten an jeder der vorgegebenen vertikalen Positionen, und einem Spiral-CT-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle und der Detektor sich von einer ersten vorgegebenen vertikalen Position zu einer zweiten vorgegebenen vertikalen Position in vertikaler Richtung verschieben, während der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung bringt, so dass das Objekt wendelförmig abgetastet wird und Spiral-CT-Abtastdaten des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position erhalten werden, und die Vorrichtung rekonstruiert ein 3-dimensionales Volumentomographiebild des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position gemäß der Spiral-CT-Abtastdaten.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtisch ein Drehförderwerktisch ist aus Verbundwerkstoff.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastsystem eine Strahlungsquellenhalterstruktur zum Anbringen der Strahlungsquelle und eine Detektorhalterstruktur zum Anbringen des Detektors umfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellenhalterstruktur oder die Detektorhalterstruktur mindestens eine Stützenanordnung umfasst, oder jede der Strahlungsquellenhalterstrukturen und der Detektorhalterstrukturen jeweils mindestens eine Stützenanordnung umfassen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Stützenanordnungen umfasst: eine in vertikaler Richtung angeordnete Stütze, einen Hebemechanismus, der entlang der Stütze angeordnet und von ihr getragen ist, wobei die Strahlungsquelle oder der Detektor auf dem Hebemechanismus angebracht ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebemechanismus umfasst: eine entlang der Stütze angeordnete Spindelschraube, eine Hebeplattform, die an der Spindelschraube angebracht und in Gewindeeingriff mit dieser ist, und wobei die Strahlungsquelle oder der Detektor an der Hebeplattform fest angebracht ist, wobei, wenn die Spindelschraube sich dreht, aufgrund der Wechselwirkung mit den Gewindegängen der Spindelschraube die Hebeplattform sich entlang der Spindelschraube heben und senken kann.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeplattform über eine Mutter mit der Spindelschraube in Gewindeeingriff ist, wobei die Mutter in Gewindeeingriff mit der Spindelschraube ist und mit der Hebeplattform fest verbunden ist, oder die Hebeplattform einen durch sie verlaufenden Gewindedurchtritt aufweist, wobei der Gewindedurchtritt mit der Spindelschraube in Gewindeeingriff ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebemechanismus mindestens eine Führungsschiene umfasst, die entlang der Stütze angeordnet ist, wobei die Hebeplattform sich entlang der Führungsschiene so verschieben kann, dass die Führungsschiene die Hebeplattform beim Anheben und Absenken führt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeplattform über einen Schlitten mit der Führungsschiene in Schiebeverbindung ist, der Schlitten mit der Führungsschiene in Schiebeverbindung ist und die Hebeplattform mit dem Schlitten fest verbunden ist, oder die Hebeplattform einen durch sie verlaufenden Durchtritt umfasst, in dem die Führungsschiene aufgenommen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellenhalterstruktur eine einzige Stützenanordnung umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorhalterstruktur eine Mehrzahl von Stützenanordnungen umfasst.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorhalterstruktur einen Verbindungsträger aufweist, der zwischen jedem Paar benachbarter Stützen der Mehrzahl von Stützenanordnungen eingesetzt ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorhalterstruktur einen Querträger aufweist, der zwischen jedem Paar benachbarter Hebeplattformen der Mehrzahl von Hebeplattformen eingesetzt ist, wobei der Detektor fest am Querträger angebracht ist und über den Querträger fest an der Hebeplattform angebracht ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Querträgers eine feste Scharnierverbindung zu einer der benachbarten Hebeplattformen aufweist und das andere Ende des Querträgers mit der anderen der benachbarten Hebeplattformen elastisch gekoppelt ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorhalterstruktur zwei Stützenanordnungen umfasst.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersystem für Abtastantrieb/-steuerung umfasst: einen Servoantriebsmotor zum Antreiben der Spindelschraube in jeder der Stützenanordnungen, eine Servosynchronsteuereinheit zum Steuern des synchronen Betriebs der Servoantriebsmotoren.
  20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner einen Hauptsteuercomputer umfasst, der eine Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstelle bereitstellt, um die Arbeit der Vorrichtung gemäß den Anweisungen der Bedienungsperson zu steuern und gemäß der Bilddaten Bilder anzuzeigen.
  21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor eine Detektoranordnung in planarer Form ist.
  22. Verfahren zur Inspektion auf Schmuggelware in einem Luftfrachtgutbehälter unter Verwendung einer Inspektionsvorrichtung zum Inspizieren eines zu inspizierenden Objekts, wobei die Inspektionsvorrichtung umfasst: einen Drehtisch und ein Abtastsystem, wobei der Drehtisch an einer Objektinspektionsposition gelegen und so ausgebildet ist, dass er das Objekt trägt und das Objekt in Drehung bringt, und wobei der Drehtisch so ausgebildet ist, dass er sich kontinuierlich um seine Rotationsachse dreht oder in eine vorgegebene Winkelposition dreht, das Abtastsystem, das um den Drehtisch angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass es das Objekt abtastet, um Bilddaten zu erfassen, wobei das Abtastsystem eine Strahlungsquelle und einen Detektor umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie sich synchron in vertikale Richtung bewegen und in eine vorgegebene vertikale Position beweglich oder kontinuierlich beweglich sind, wobei das Verfahren Anwenden der gleichen Inspektionsvorrichtung zum Inspizieren des Objekts in einer Mehrzahl von Arbeitsweisen umfasst, wobei die Mehrzahl von Arbeitsweisen mindestens eine der folgenden Arbeitsweisen umfasst: ein planares Transmissionsbildgebungsverfahren, wobei der Drehtisch das Objekt in mindestens eine vorgegebene Winkelposition bringt; wenn das Objekt sich in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, tasten die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in der vertikalen Richtung ab, um Transmissionsbilddaten in allen vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; und die Vorrichtung bildet jeweils 2-dimensionale Transmissionsbilder gemäß der Transmissionsbilddaten in jeder vorgegebenen Winkelposition, wenn sich das Objekt in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, ein 3-dimensionales (3D) Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung, wobei der Drehtisch das Objekt in eine Mehrzahl von vorgegebenen Winkelpositionen bringt; wenn das Objekt sich in jeder vorgegebenen Winkelposition befindet, tasten die Strahlungsquelle und der Detektor synchron einmal in vertikaler Richtung ab, um Transmissionsbilddaten in allen vorgegebenen Winkelpositionen zu erhalten; und die Vorrichtung rekonstruiert ein 3-dimensionales Abbild des Objekts gemäß der Transmissionsbilddaten in den vorgegebenen Winkelpositionen, ein 2-dimensionales (2D) CT-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle oder der Detektor in mindestens einer vorgegebenen vertikalen Position positioniert wird; wenn die Strahlungsquelle und der Detektor in jeder vorgegebenen vertikalen Position positioniert sind, bringt der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung, um CT-Projektionsdaten an den vorgegebenen vertikalen Positionen zu erfassen; und die Vorrichtung rekonstruiert ein 2-dimensionales Querschnittsbild des Objekts in den vorgegebenen vertikalen Positionen gemäß den CT-Projektionsdaten an den vorgegebenen vertikalen Positionen, ein Spiral-CT-Bildgebungsverfahren, wobei die Strahlungsquelle und der Detektor sich von einer ersten vorgegebenen vertikalen Position zu einer zweiten vorgegebenen vertikalen Position in vertikaler Richtung verschieben, während der Drehtisch das Objekt in kontinuierliche Drehung bringt, so dass das Objekt wendelförmig abgetastet wird und Spiral-CT-Abtastdaten des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position erhalten werden, und die Vorrichtung rekonstruiert ein 3-dimensionales Volumentomographiebild des Objekts zwischen der ersten vorgegebenen vertikalen Position und der zweiten vorgegebenen vertikalen Position gemäß der Spiral-CT-Abtastdaten.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Arbeitsweisen mindestens zwei oder oben angeführten Arbeitsweisen aufweist.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Schritt (1): Inspizieren des Objekts im planaren Transmissionsbildgebungsverfahren und Übergang zu Schritt (3), wenn ein verdächtiger Bereich gefunden wird, Schritt (2): Inspizieren des Objekts im 3-dimensionalen Bildgebungsverfahren mit Mehrfachbetrachtung und Übergang zu Schritt (3), wenn ein verdächtiger Bereich gefunden wird, Schritt (3): Inspizieren des Objekts im planaren CT-Bildgebungsverfahren oder Spiral-CT-Bildgebungsverfahren.
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