DE4137510C2 - Scanner zur Untersuchung von Prüfobjekten - Google Patents

Description

Zur Untersuchung von Prüfobjekten auf unzulässigen Inhalt, z. B. auf Waffen, sind Scanner beispielsweise aus der EP 04 12 190 A1 bekannt, die eine Transportstrecke für die Prüfobjekte aufweisen, auf deren einer Seite ein Meßsystem aus einer ein fächerförmiges Strahlenbündel aussendenden Strahlenquelle für durchdringende Strahlung und auf deren anderer Seite eine Detektorzeile aus Detektorelemen­ ten für das Strahlenbündel angeordnet ist. Der Detektorzeile ist eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einem Sichtgerät zur Wiedergabe der Bilder der Prüfobjekte nachgeschaltet.

Bei der Analyse von durchstrahlten Prüfobjekten stellt sich das Problem, verdächtige Gegenstände im Bild zu identifizieren und deren Position möglichst genau zu bestimmen. Dies ist ins­ besondere bei großen Prüfobjekten, wie z. B. Containern oder Fahrzeugen, wichtig. Um die Position eines verdächtigen Gegen­ standes im Prüfobjekt zu finden, müssen seine Raumkoordinaten bestimmt werden. Bei der Durchstrahlung eines Prüfobjektes in zwei Richtungen, z. B. von der Seite und von oben, ist es oft schwierig, einen Gegenstand, der in einer Ansicht erkannt wurde, auch in der zweiten Ansicht zu identifizieren, da in den einzelnen Ansichten die Tiefeninformation fehlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scanner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es mit ihm möglich ist, eine Tiefeninformation zu gewinnen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Scanner der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens zwei fächerförmige Röntgenstrahlbündel zur Anwendung kommen und daß der Winkel zwischen der Ebene mindestens eines Röntgenstrah­ lenbündels und der Transportrichtung von 90° abweicht. Dadurch ist es möglich, das Prüfobjekt unter mehreren verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen zu durchstrahlen. Die Winkel zwi­ schen den beiden Durchstrahlungsrichtungen werden dabei so gewählt, daß eine optimale Tiefeninformation erhalten wird. Im einfachsten Fall verwendet man zwei Röntgenstrahlenbündel.

Zur Erzielung mehrerer unterschiedlicher Durchstrahlungsrich­ tungen können mehrere ortsfeste Strahlenbündel vorgesehen sein, die z. B. von einer einzigen Strahlenquelle mit einem entsprechend ausgebildeten Kollimator erzeugt werden. Es ist auch möglich, ein einziges Strahlenbündel vorzusehen, dessen Winkel zwischen dessen Ebene und der Transportrichtung ver­ änderbar ist, so daß bei mehreren Durchläufen der Prüfobjekte Informationen entsprechend unterschiedlichen Durchstrahlungs­ richtungen gewonnen werden.

Aus den unter den verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen ge­ wonnenen Informationen für die Prüfobjekte können zwei Bilder gewonnen werden, welche abwechselnd auf einem Sichtgerät wie­ dergegeben werden, wobei eine Brille für den Betrachter vor­ gesehen ist, welche synchron mit der Bildwiedergabe derart steuerbar ist, daß jedes Bild jeweils einem Auge des Betrach­ ters zugeführt wird. Dadurch erhält der Betrachter einen stereoskopischen Eindruck und damit die Tiefeninformation über die betrachteten Gegenstände. Es ist aber auch möglich, einen Rechner vorzusehen, der aus den unter den verschiedenen Durch­ strahlungsrichtungen gewonnenen Informationen perspektivische Bilder der Prüfobjekte (räumliche Ansichten), Tiefenschicht­ bilder oder angenäherte Volumenbilder berechnet, die auf dem Sichtgerät wiedergegeben werden können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Röntgenscanner nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3 zwei mit dem Röntgenscanner gemäß Fig. 1 erzeugte Röntgenbilder und

Fig. 4 eine Variante des Röntgenscanners gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Transportstrecke 1 für Prüfobjekte dar­ gestellt. Diese Prüfobjekte sind bei dem Beispiel drei Gegen­ stände 2, 3, 4. Die Gegenstände 2, 3, 4 werden auf der Trans­ portstrecke 1 in Pfeilrichtung bewegt und dabei von zwei fächerförmigen Röntgenstrahlenbündeln 5, 6 durchstrahlt, von deren Fächerebenen mindestens eine senkrecht zur Zeichenebene unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Transportrichtung liegt. Die Röntgenstrahlenbündel 5, 6 werden von einer Rönt­ genstrahlenquelle 7 ausgesendet. Ihre Einblendung erfolgt durch einen Kollimator 16. Der Winkel zwischen den beiden Röntgenstrahlenbündeln 5, 6 ist so gewählt, daß sich ein optimaler Tiefeneindruck des jeweils erzeugten Röntgenbildes ergibt.

Die Röntgenstrahlenbündel 5, 6 treffen auf Detektorzeilen 8, 9 auf, von denen jede aus jeweils einer Reihe von Detektorele­ menten besteht, welche die jeweils empfangene Strahleninten­ sität in ein entsprechendes elektrisches Signal wandeln. Die Detektorzeilen 8, 9 erstrecken sich dabei senkrecht zur Zei­ chenebene. Die Signale der Detektorelemente werden von Ver­ arbeitungseinheiten 10, 11 zu einem zweidimensionalen Röntgen­ bild verarbeitet. Die beiden so erzeugten Röntgenbilder werden auf einem Sichtgerät 12 abwechselnd wiedergegeben. Der Be­ trachter hat eine Brille 13, die so ausgebildet ist, daß synchron mit der Bildwiedergabe auf dem Sichtgerät 12 jedes Röntgenbild jeweils einem Auge des Betrachters zugeführt wird. Dadurch erhält der Betrachter einen stereoskopischen Eindruck der Gegenstände 2, 3, 4. Das dem linken Auge zugeführte Rönt­ genbild sieht beispielsweise entsprechend Fig. 2 und das dem rechten Auge zugeführte Röntgenbild entsprechend Fig. 3 aus. Beim Betrachter entsteht demgemäß durch Überlagerung der Bil­ der gemäß Fig. 2 und 3 ein Tiefeneindruck, der es ermöglicht, die Position von verdächtigen Gegenständen auch in der Tiefe zu bestimmen.

Die Brille 13 kann eine Shutter-Brille sein, bei der jeweils ein Auge des Betrachters abgedeckt wird. Es ist auch möglich, eine Polarisationsbrille zu verwenden, wobei dann die beiden Röntgenbilder entsprechend polarisiert sein müssen.

Die Synchronisation der Bildwiedergabe auf dem Sichtgerät 12 mit der Steuerung der Brille 13 erfolgt durch eine Synchroni­ siervorrichtung 14.

Die Fig. 4 zeigt eine Variante, bei der den Verarbeitungsein­ heiten 10, 11 ein Rechner 15 nachgeschaltet ist, der aus den zweidimensionalen Röntgenbildern der Verarbeitungseinheiten 10, 11 gleiche Bildinhalte, d. h. Gegenstände, sucht und aus der Verschiebung dieser Gegenstände gegeneinander (siehe Fig. 2, 3) unter Einbeziehung der Systemgeometrie die Tiefeninfor­ mation für diese Gegenstände errechnet. Aus dieser Tiefenin­ formation werden dann mit den beiden zweidimensionalen Rönt­ genbildern Tiefenschichtbilder des durchstrahlten Prüfobjektes berechnet und auf dem Sichtgerät 12 wiedergegeben.

Anstelle der Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten beiden Röntgenstrahlenbündel 5, 6 kann auch nur eines dieser Röntgen­ strahlenbündel vorgesehen sein, wobei der Winkel zwischen des­ sen Ebene und der Transportrichtung, z. B. mit Hilfe des Kolli­ mators 8, veränderbar ist, so daß bei mehreren Durchläufen eines Prüfobjektes Informationen entsprechend unterschied­ licher Durchstrahlungsrichtungen gewonnen werden.

Aus der Strahlengeometrie (Fig. 1) geht hervor, daß Bildinfor­ mationen aus einer bestimmten Ebene (Abstand zur Röntgenstrah­ lenquelle 7) durch einen bestimmten Versatz gekennzeichnet ist. Rechtes und linkes Röntgenbild sind ähnlich, insbesondere wenn die Röntgenstrahlenbündel 5, 6 einen kleinen Winkel ein­ schließen. Diese Eigenschaft macht sich eine Anordnung zunut­ ze, bei der mittels eines Rechners die Bildinformationen des rechten und linken Röntgenbildes korreliert werden, um Struk­ turen einer bestimmten Ebene hervorzuheben bzw. die Bildinfor­ mationen außerhalb dieser Ebene zu unterdrücken.

Bei dem beschriebenen Scanner können Bedienelemente 17 vorhan­ den sein, die ein Durchfahren aller Ebenen erlauben. Anstelle der in der Fig. 1 dargestellten zwei Durchstrahlungsrichtungen bzw. zwei Röntgenstrahlenbündel 5, 6 können auch mehr als zwei solcher Röntgenstrahlenbündel vorgesehen werden, so daß sich auch eine entsprechende Mehrzahl von Bildern ergibt. Es ist eine Darstellungseinheit (Sichtgerät 12) zum Wiedergeben der Bilder aller Durchstrahlungsrichtungen in Abfolge vorgesehen. Den Verarbeitungseinheiten 10, 11 kann ein Rechner 18 zugeord­ net sein, der die Berechnung zusätzlicher Perspektiven ermög­ licht und damit die beliebige Änderung des Blickwinkels zu­ läßt.

Claims (10)

1. Scanner zur Untersuchung von Prüfobjekten (2, 3, 4) mit einer Transportstrecke (1) für die Prüfobjekte (2, 3, 4) und mindestens einem Meßsystem aus einer, mindestens ein fächerförmiges Strahlenbündel (5, 6) aussendenden Strahlenquelle (7) für durchdringende Strahlung auf einer Seite und einer Detektor­ zeile (8, 9) aus Detektorelementen für das Strahlenbündel (5, 6) auf der anderen Seite der Transportstrecke (1), wobei der Winkel zwischen der Ebene mindestens eines Strahlenbündels (5, 6) und der Transportrichtung von 90° abweicht, und mit einer der Detektorzeile (8, 9) nachgeschalteten Signalverarbeitungs­ einrichtung (10, 11, 14, 15) mit einem Sichtgerät (12) zur Wiedergabe der Bilder der Prüfobjekte (2, 3, 4).

2. Scanner nach Anspruch 1, bei dem zwei fächerförmige Strah­ lenbündel (5, 6) den Prüfraum unter unterschiedlichen Winkeln durchstrahlen und für jedes Strahlenbündel (5, 6) und damit jede Durchstrahlungsrichtung je eine Detektorzeile (8, 9) vor­ gesehen ist.

3. Scanner nach Anspruch 1, bei dem bei Verwendung eines ein­ zigen Strahlenbündels (5, 6) der Winkel zwischen dessen Ebene und der Transportrichtung veränderbar ist, so daß bei mehreren Durchläufen der Prüfobjekte (2, 3, 4) Informationen entspre­ chend unterschiedlichen Durchstrahlungsrichtungen gewonnen werden.

4. Scanner nach Anspruch 2 oder 3, bei dem aus den unter den verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen gewonnenen Informa­ tionen für die Prüfobjekte (2, 3, 4) zwei Bilder gewonnen werden, welche abwechselnd auf dem Sichtgerät (12) wiederge­ geben werden, wobei eine Brille (13) für den Betrachter vor­ gesehen ist, welche synchron mit der Bildwiedergabe derart steuerbar ist, daß jedes Bild jeweils einem Auge des Betrach­ ters zugeführt wird.

5. Scanner nach Anspruch 2 oder 3, bei dem mittels eines Rech­ ners (15) durch Korrelation der beiden Bilder aus den unter­ schiedlichen Durchstrahlungsrichtungen Information aus einer bestimmten Ebene bevorzugt dargestellt wird.

6. Scanner nach Anspruch 5 mit Bedienelementen (17), die ein Durchfahren aller Ebenen erlauben.

7. Scanner nach Anspruch 1 mit mehr als zwei Durchstrahlungs­ richtungen oder Röntgenstrahlbündeln und Bildern.

8. Scanner nach Anspruch 7 mit einer Darstellungseinheit (12) zum Wiedergeben der Bilder aller Durchstrahlungsrichtungen in Abfolge.

9. Scanner nach Anspruch 8 mit einem Rechner (18) zur Berech­ nung zusätzlicher Perspektiven und der Möglichkeit zur beliebigen Änderung des Blickwinkels.

10. Scanner nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem eine einzige Strahlenquelle (7) vorhanden ist und die unterschied­ lichen Durchstrahlungsrichtungen durch einen dafür ausgebildeten Kollimator (16) erzielt werden.