DE69629707T2

DE69629707T2 - Ortung von schmuggelware durch verwendung von interaktiver multisonden-tomographie

Info

Publication number: DE69629707T2
Application number: DE69629707T
Authority: DE
Inventors: D. Kristoph KRUG; Michael Ellenbogen; J. Paul HURD; O. John TORTORA
Original assignee: L3 Communications Security and Detection Systems Inc
Current assignee: L3 Security and Detection Systems Inc
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: ES2206599T3; AU7371396A; EP0852717A4; US5642393A; AU7369796A; ATE248370T1; DE69629707D1; EP0852717B1; WO1997012229A1; EP0852717A1; WO1997012230A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Inspektionssystem zum Ermitteln eines spezifischen interessierenden Materials in Gepäckstücken oder Paketen, das System aufweisend eine Vielfachansichten-Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung zum Prüfen eines untersuch- ten Gegenstandes und aufweisend ein Vielfach-Ansichten-Röntgenstrahlen-Bestrahlungssystem, mit dem mehrere Röntgenstrahlenansichten des untersuchten Objektes erhalten werden, indem der untersuchte Gegenstand der Röntgenstrahlung aus einer Mehrzahl von Positionen ausgesetzt wird, eine materialempfindliche Untersuchungseinrichtung zum Bereitstellen materialspezifischer Informationen über den untersuchten Gegenstand, Einrichtungen zum Identifizieren eines verdächtigen Bereichs innerhalb des untersuchten Gegenstands, in Abhängigkeit von räumlichen Informationen über den untersuchten Gegenstand, die mittels der Ausgabe der Vielfachansichten-Röntgenstrahlenstreubildeinrichtung erzeugt werden und zum Steuern der materialempfindlichen Prüfeinrichtung, sodass sich deren Arbeitsbereich auf einen identifizierten verdächtigen Bereich konzentriert, und einen Prozessor, der derart ausgebildet ist, dass er den Ausgang der materialempfindlichen Röntgenuntersuchungseinrichtung verarbeitet, um die Anwesenheit des spezifischen Materials in dem verdächtigen Bereich zu identifizieren.
Die Erfindung betrifft zudem ein Röntgeninspektionsverfahren zum Ermitteln eines spezifischen interessierenden Materials in Gepäckstücken oder Paketen, umfassend die Anwendung eines Vielfach-Ansichten-Röntgenstrahlen-Bestrahlungssystem, um mehrere Röntgenstrahlenansichten des untersuchten Objekts zu erhalten, indem der zu untersuchende Gegenstand einem Strahl einer Röntgenbestrahlung aus einer Mehrzahl von Positionen ausgesetzt wird und indem die Röntgenstrahlen ermittelt werden, die von dem untersuchten Objekt gestreut werden, die Identifizierung eines verdächtigen Bereichs innerhalb des untersuchten Gegenstands anhand dieser Informationen, die Ermittlung räumlicher Informationen bezüglich des verdächtigen Be-reichs, die Verwendung einer materialempfindlichen Untersuchungsein-richtung und die Verwendung der räumlichen Information, um materialspezifische Informationen über den verdächtigen Bereich zu erhalten, und die Identifizierung, basierend auf einer Computerverarbeitung der Anwesenheit des spezifischen Materials in der verdächtigen Region.
Über die vergangenen Jahre haben sich Röntengepäckuntersuchungssysteme von einfachen Röntgenbilddarstellungssystemen, welche vollständig von der Interpretation durch einen Bediener abhängig waren, hin zu anspruchsvolleren automatischen Systemen entwickelt, welche automatisch verschiedene Typen von Schmuggelware erkennen können. Die anspruchsvolleren Untersuchungssysteme haben Einfachenergieoder Dualenergieröntgenstrahlung eingesetzt, welche durch das untersuchte Gepäck geleitet werden oder von diesem gestreut werden. Einige Systeme verwendeten eine Einfachansichtenermittlungsanordnung, andere benutzten Zweifachansichtenoder Mehrfachansichtenanordnungen. Die Einfach- oder Vielfachansichtensysteme tasten Gepäck üblicherweise ab, wenn es auf einem Förderband bewegt wird, unter Verwendung eines fächerförmigen Strahls oder eines Schmalbündel-Abtaststrahls von Röntgenstrahlen in einer festen Geometrie. Die Vielfachansichten-Computertomographietyp-Systeme tasten üblicherweise stationäres Gepäck in einer festen Geometrie von Abtastwinkeln ab und verarbeiten Daten, die mit der Absoption von Röntgenstrahlen korrespondieren, um ausgewählte Scheiben des Gepäcks zu rekonstruieren.
Auf Flughäfen ist der Gepäckuntersuchungsablauf in zumindest drei Untersuchungsebenen unterteilt. Ein "Ebene 1''-Verfahren verarbeitet Gepäck schnell, Idealerweise mit einer Rate bis 1.500 Gepäckstücke pro Stunde. Dieses Verfahren ist an einer ersten Untersuchungsstation angeordnet und untersucht alles Gepäck; als solches repräsentiert es eine erste Verteidigungslinie. Das System tastet schnell Gepäck ab und trifft automatisch eine Entscheidung, basierend auf seinem jeweiligen Modus der Erkennung und der Methodik. Diese Methodik kann objektbasiert sein, z. B. Massendichte, effektive Atomzahl (Z_eff), oder Compton-Röntgenstrahlenstreuung, oder es kann Gepäck-basiert sein, wie Nuklearquadrupolresonanz (NQR), Ionenmassenspektroskopie, Dampf-Chemo-Lumineszenz oder andere Techniken. Solche Systeme sind bis zu ,einem gewissen Grade in der Lage, schnell "sauberes" und unverdächtiges Gepäck aus dem Strom von Passagiergepäck zu eliminieren und haben sich als effektiv bei der Ermittlung echter Bedrohungen erwiesen. Die Anzahl der Gepäckstücke, welche bei der Ebene 1 nicht aufgeklärt werden können, liegt zwischen 10–50% bei einer totalen Anzahl von 10 Gepäckstücken. Die Aufklärungseffektivität hängt von der jeweiligen Aufklärungsmethodik und Bedrohungsschwellenwert, welcher in dem 4t-System verwendet wird. Die zurückgewiesenen (d. h. nicht aufgeklärten) Gepäckstücke werden automatisch in einen "Ebene 2''-Bereich gesandt. In dem "Ebene 2''-Bereich untersucht ein Bediener üblicherweise ein Röntgenbild des zurückgewiesenen Gepäckstücks und versucht zu ermitteln, ob ein verdächtiges Objekt innerhalb des Gepäckstückes aufgrund seiner offensichtlichen Form aufgeklärt werden kann. Der Bediener sucht das Bild nach charakteristischen Objekten wie Waffen, Zeitgebungs- und Detonationseinrichtungen, Drähten oder anderen Charakteristiken, welche mit Schmuggelware verbunden sind, ab. Der Bediener an dieser Station kann die meisten, aber nicht alle der zurückgewiesenen Gepäckstücke aufklären. Das verbleibende Gepäck, welches üblicherweise 0,1% bis 0,5% des ursprünglichen Stromes beträgt, wird dann zu einer "Ebene 3''-Untersuchungsstation gesandt, welches üblicherweise eine langsamere Inspektionseinrichtung ist, welche eine unterschiedliche Technologie verwendet.
Dampf- oder Spurendetektoren (auch als "Schnüffler" bezeichnet) und CT-Abtastgeräte wurden als "Ebene 3''-Einrichtungen benutzt. Ein Dampf- oder Spurendetektor verwendet keine eindringenden Strahlen, sucht aber nach Spuren von charakteristischen Materialien. Es wurde darauf hingewiesen, dass durch die sorgfältige Anordnung innerhalb eines Gepäckstückes eine relativ große Menge von Explosivstoffen unerkannt durch die Spureneinrichtung gelangen kann. Auf der anderen Seite ist ein CT-Abtastgerät, welches eindringende Röntgenstrahlung verwendet, üblicherweise erfolgreich bei der Identifizierung von Explosivstoffen innerhalb eines Gepäckstücks, insbesondere wenn diese in einer großen Menge anwesend sind. Die CT-Abtasteinrichtung misst im Wesentlichen einen einzigen Parameter, das ist die Massendichte des untersuchten Objekts. Die CT-Abtasteinrichtung kann so eingestellt werden, dass sie mit der "Ebene 1''-Einrichtung kommuniziert, um ein spezifisches Objekt abzufragen, welches innerhalb des Gepäck stücks durch diese Einrichtung identifiziert wurde. Wenn eine "Ebene 1''-Röntgenabtasteinrichtung Bedrohungen auf Basis der effektiven Atomzahl (Z_eff) identifiziert, kann die zusätzliche Dichteinformation von dem CT-Abtastgerät signifikant die Fehlalarmrate reduzieren, ist aber nicht in der Lage, dies vollständig zu eliminieren. CT-Abtasteinrichtungen können jedoch sehr teuer sein, betrachtet man die niedrige Nutzbarkeit bei einer "Ebene 3''-Station. Im Durchschnitt klären "Ebene 3''-Einrichtungen weniger als die Hälfte der nspizierten Objekte und führen dazu, dass 0,05% bis 0,25% des Gepäcks zur "Ebene 4'' gesandt werden. Ebene 4 wird definiert als die Abstimmung mit dem Besitzer. Die Abstimmung ist oft schwierig, wenn nicht unmöglich. Wenn eine Abstimmung nicht möglich ist, wird das Gepäckstück konfisziert, was eine Beschwerde von einem unglücklichen Passagier nach sich führt.
Obwohl das obige System erfolgreich arbeiten kann, besteht ein Bedarf für eine relativ günstige Röntgenstrahlenuntersuchungseinrichtung, welche zuverlässig verschiedene Explosivstoffe (oder andere Schmuggelware) mit unterschiedlichen Formen, und welche irgendwo im untersuchten Gepäck angeordnet sind, erkennen kann. Solch eine Vorrichtung soll ein hohes Vertrauen und eine niedrige Falschalarmrate haben.
Die WO-A-9613839 offenbart ein Untersuchungssystem, welches zwei Abtastarbeitsgänge verwendet, und ist im Stand der Technik mittels des Artikels 54(3) EPÜ umfasst.
Die EP-A-0459648 offenbart ein Inspektionssystem, welches zwei Arbeitsschritte umfasst, von dem einer Röntgenstrahlen verwendet.
Ein Inspektionssystem nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenstrahlen aussendende System so ausgebildet ist, dass es fächerförmige Röntgenstrahlen herstellt, die materialempfindliche Prüfeinrichtung eine materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung ist und das Inspektionssystem zudem einen mechanisch positionierbaren Arm umfasst, auf welchen die Vielfachansichten-Röntgenstrahlstreubild-Inspektionseinrichtung und die materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung montiert ist, wobei der Arm um den untersuchten Gegenstand rotierbar ist, um die Vielfach-Röntgenstrahlenansichten zu erhalten und die materialempfindlichen Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtungen auf eine identifizierte verdächtige Region zu konzentrieren.
Vorzugsweise ist der Arm derart C-förmig ausgebildet, dass er um den zu untersuchenden Gegenstand drehbar angeordnet ist, um die Röntgenstrahlenquelle der Röntgenstrahlen-Inspektionseinrichtung an der Mehrzahl von Positionen anzuordnen.
Vorzugsweise weist die materialempfindliche Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung eine materialempfindliche Richtungs-abhängige kohärente. Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung auf.
Vorzugsweise umfasst die Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung ein Erfassungssystem, das eine Anordnung von Röntgenstrahlendurchgangsdetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen, die durch den untersuchten Gegenstand hindurchtritt.
Vorzugsweise enthält die Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung ein Erfassungssystem, das eine Anordnung von Röntgenstrahlenstreudetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen, die von dem zu untersuchenden Gegenstand zurückgestreut wird.
Vorzugsweise weist die Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung ein Erfassungssystem auf, das eine Anordnung von Röntgenstrahlenvorwärts-streudetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen, die von dem zu untersuchenden Gegenstand nach vorwärts gestreut wird.
Vorzugsweise ist die Vielfachansichten-Röntgenstrahl-Bestrahlungseinrichtung derart aufgebaut, dass die fächerförmige Röntgenstrahlung mit zwei im Wesentlichen unterschiedlichen Energieniveaus erzeugt wird.
Vorzugsweise umfasst die materialempfindliche Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung eine Röntgenstrahlenquelle, die derart aufgebaut ist, dass ein gebündelter Schmalbündelstrahl von Röntgenstrahlen abgegeben wird, die den verdächtigen Bereich bestrahlen und einen positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektor, der derart aufgebaut ist, dass er Röntgenstrahlen erfasst, die von dem verdächtigen Bereich gestreut werden. Weiter bevorzugt weist die materialempfindliche Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung weiterhin ein Quellenfilter auf, der derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er den gebündelten Schmalbündelstrahl filtert. Weiter bevorzugt, weist die materialempfindliche Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung zudem ein Detektorfilter auf, der vor dem positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektors angeordnet ist und derart aufgebaut ist, dass er Röntgenstrahlen ausfiltert, die von dem verdächtigen Bereich gestreut werden.
Vorzugsweise umfasst das System zudem eine graphische Schnittstelle und eine Anzeigeeinrichtung, die derart aufgebaut ist, dass die räumliche Information über den untersuchten Gegenstand dargestellt wird.
Vorzugsweise umfasst das System ferner eine Benutzerschnittstelle, die derart aufgebaut und angeordnet ist, dass eine interaktive Kommunikation mit dem Inspektionssystem ermöglicht ist. Weiter bevorzugt ist die Einrichtung zur Identifikation eines verdächtigen Bereichs derart konfiguriert, dass sie eine Inspektionsgeometrie für einen verdächtigen Bereich bestimmt, der dadurch identifiziert wird. Weiterhin und mehr bevorzugt ist die Benutzerschnittstelle derart aufgebaut, dass diese eine Eingabe von einem Benutzer erhält, der Informationen über die Inspektionsgeometrie eingibt:
Ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im ersten verwendeten Schritt ein Fächerstrahl aus Röntgenstrahlen eingesetzt wird, im zweiten Anwendungsschritt eine materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung eingesetzt wird und das Vielfachansichten-Röntgenstrahlen-Bestrahlungssystem und die materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung an dem gleichen mechanisch positionierbaren Arm montiert sind und dadurch in dem ersten und zweiten Anwendungsschritt um den zu untersuchenden Gegenstand herum drehbar angeordnet sind, um die Röntgenstrahlen-Vielfachansichten zu erhalten und um den Arbeitsbereich der materialempfindlichen Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung auf einen identifizierten verdächtigen Bereich zu konzentrieren.
Vorzugsweise ist der Arm ein C-förmiger drehbarer Arm und der Schritt des Bestrahlens des zu untersuchenden Gegenstandes mittels des materialempfindlichen Röntgenstrahlenbestrahlungssystems umfasst das Verdrehen des C-förmigen Armes, um die Röntgenstrahlenquelle an den mehreren Positionen zu positionieren.
Vorzugsweise umfasst der Anwendungsschritt der materialempfindlichen Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung das Benutzen einer materialempfindlichen Richtungs-abhängigen kohärenten Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung.
Der Schritt des Erfassens der Röntgenstrahlen umfasst das Ermitteln der Röntgenstrahlung, die durch den zu untersuchenden Gegenstand hindurchtritt, das Ermitteln der Röntgenstrahlung, die von dem zu untersuchenden Gegenstand zurückgestreut wird, oder das Ermitteln der Röntgenstrahlen, die von dem zu untersuchenden Gegenstand nach vorwärts gestreut wird.
Vorzugsweise umfasst der Bestrahlungsschritt das Erzeugen zweier im Wesentlichen unterschiedlicher Energieniveaus der fächerförmigen Röntgenstrahlen.
Vorzugsweise umfasst der Festlegungsschritt das Festlegen einer Inspektionsgeometrie des verdächtigen Bereichs. Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren zudem den Schritt des Anzeigens der räumlichen Information. Weiter bevorzugt umfasst der Festlegungsschritt die Ausführung, basierend auf der Mehrzahl der Positionen, von zumindest einer teilweisen Rekonstruktion von Objekten in dem verdächtigen Bereich.
Vorzugsweise umfasst der Anwendungsschritt der materialempfindlichen Röntgenstrahlen-Prüfeinrichtung den Einsatz einer materialempfindlichen Richtungs-abhängigen kohärenten Röntgenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung, und wobei die räumliche Information benutzt wird, um den verdächtigen Bereich mittels eines fokussierten Strahls von Röntgenstrahlen zu bestrahlen und um kohärent gestreute Röntgenstrahlen zu detektieren, um so materialspezifische Röntgenstrahlendaten zu erhalten. Weiter bevorzugt umfasst der Bestrahlungsschritt die Abgabe eines gebündelten Schmalbündelstrahls von Röntgenstrahlen in Richtung des verdächtigen Bereichs oder der Ermittlungsschritt umfasst die Anwendung eines positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektors oder eines energieempfindlichen Röntgenstrahlendetektors. Weiter bevorzugt umfasst der Bestrahlungsschritt zudem das Filtern des gebündelten Schmalbündelstrahls und/oder der Ermittlungsschritt umfasst zudem das Filtern der Röntgenstrahlen, die von dem verdächtigen Bereich gestreut werden. Weiter bevorzugt erfolgt die Ausnutzung der räumlichen Informationen derart, dass anhand dieser Auswertung die materialempfindliche Richtungs-abhängige kohärente Röntenstrahlenstreubild-Prüfeinrichtung positioniert wird, um den verdächtigen Bereich aus einer ausgewählten Richtung zu bestrahlen.
Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt beispielhaft beschrieben unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Ansicht von oben eines Gepäckstück-Inspektionssystems unter Verwendung zweiter Röntgenstrahlen-Inspektionseinrichtungen ist;
2 eine schematische Seitenansicht einer Röntgenstrahlen-Inspektionseinrichtung zeigt, welche im System nach 1 verwendet wird;
3 eine Querschnittsansicht der Inspektionseinrichtung nach 2 zeigt;
3A, 3B u. 3C Querschnittsansichten der Inspektionseinrichtungen nach 2 bei verschiedenen Betriebswinkeln sind;
4, 4A u. 4B Blockdiagramme der Vorrichtung nach 2 sind;
5 Diagrammartig eine kohärente Röntgenstrahlenstreusonde, welche in einer Vorrichtung nach 2 verwendet wird; und
6 ein Flussdiagramm des Betriebs der Vorrichtung nach 2 ist.
Bezug nehmend auf 1 umfasst ein Röntgenstrahlen-Inspektionssystem 10 eine Ebene-1-Röntgenstrahleninspektionseinrichtung 12, die ein VIVID-Schnellerkennungssystem (erhältlich von VIVID Technologies, Inc., Waldham, MA), welches Gepäckstücke untersucht, welche auf einem Förderband 16 transportiert werden. Wenn die Einrichtung 12 ein Gepäckstück 14A untersucht und den Gegenstand als frei von Bereichen befindet, die Schmuggelware enthalten können, wird der Gegenstand automatisch durch einen Gepäckstückschieber 18 verschoben und auf einem Förderband 20 weitergeführt.
Wenn die Einrichtung 12 die mögliche Anwesenheit von Schmuggelware erkennt, führt ein Schieber 18 das Gepäck 14B zu einem Förderband 22, dass das Gepäck zu einer Röntgenstrahlen-Inspektionseinrichtung 30 transportiert, wie eine modifizierte Version eines QDR4500-Abtasters (erhältlich von Hologic, Inc., Waltham, M. A.). Ein Bediener, der an einem Fernsteuerungsort 32 sitzt, kann den vollständigen Inspektionsprozess übersehen, Daten einsehen, welche ermittelt und berechnet wurden durch die Inspektionseinrichtung 12 und die Operation der Inspektionseinrichtung 30 führen.
Bezug nehmend auf 2 und 3 umfasst die Röntgenstrahlen-Inspektionseinrichtung 30, welche in einer Abschirmung 28 enthalten ist ( 1) diverse materialempfindliche Sonden. Diese Sonden sind an einem C-Arm 40 angeordnet, welcher Verdrängungssubsysteme 42 und 44 verwendet, um linear entlang oder relativ zu einer Bewegungsplattform 34 und einem Rahmen 35 zu rotieren. Eine erste Sonde verwendet polychromatische Röntgenstrahlung, um Gepäck 14B unter verschiedenen Winkeln abzutasten, um verdächtige Objekte oder Regionen zu ermitteln. Basierend auf Vielfachansichten-Röntgenstrahlentransmissionsdaten bildet die erste Sonde Bilder ei nes Artikels, der das verdächtige Objekt oder den Bereich umgibt, und identifiziert zudem die beste Untersuchungsgeometrie für eine Sonde auf der zweiten Ebenen. Die beste Untersuchungsgeometrie umfasst eine optimale Transmissions – oder Reflexionsorientierung (sowie die beste Transmissionsansicht, Örtlichkeit und Orientierung eines ausgesuchten Bereichs relativ zu einem Abtastdetektor), einer Orientierung, bei der ein ausgewählter Materialparameter einen minimalen oder maximalen Wert hat, oder eine Örtlichkeit des untersuchten Bereichs relativ zu dem eingesetzten Detektor, welches das höchste Signal-zu-Rauschen-Verhältnis ergibt.
Das System verwendet einige unterschiedliche Sonden mit direktionalen oder nicht-direktionalen Eigenschaften in der zweiten Ebene der Untersuchung. Eine bevorzugte direktionale Sonde setzt die Röntgenstrahlendefraktionstechnik ein unter Verwendung der Geometrie, welche von der ersten Sonde geliefert wurde. Andere Sonden der zweiten Ebene verwenden Raman-Spektroskopie, Infrarot-Spektroskopie, NQR, oder Mikrowellenbilddarstellung, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
Die erste Sonde bildet ein Bild ab oder zumindest identifiziert zumindest die verdächtigen Objekte oder Bereiche im untersuchten Gegenstand und stellt die beste Untersuchungsgeometrie für die zweite, direktionale oder nicht-direktionale Sonde zur Verfügung. Um Zeit zu sparen und die Untersuchungsrate zu erhöhen, muss die erste Sonde keinen Satz von ausgesuchten Scheiben rekonstruieren, ein Bild des verdächtigen Objekts liefern oder seine Masse oder Dichte für die Objekterkennung bestimmen. Die Objekterkennung kann lediglich erreicht werden durch irgendeine der zweiten Sonden.
Die erste polychromatische Vielfachansichten- Röntgenstrahlensonde umfasst ein Röntgenstrahlenquellenuntersystem 46, ein Röntgenstrahldetektorsubsystem 50 und die korrespondierenden Elektroniken, welche schematisch in 4A gezeigt sind. Das Röntgenstrahlenquellenuntersystem 46 besitzt eine Röntgenstrahlenröhre, einen Kollimator und eine Röntgenstrahlensteuerung 48, welche einen Röntgenstrahlenröhren-Filamenttransformator, einen Hochspannungsgleichrichterkreis und Abtastschaltkreise, die die Hochspannung, welche auf die Röntgen strahlenröhre aufgebracht wird und den Strahlstrom überwachen. Die Röntgenstrahlensteuerung, welche sowohl im pulsierenden Modus oder im kontinuierlichen Modus betrieben werden kann, steuert die Röntgenstrahlenquelle (z. B. eine Wolfram-Röntgenstrahlenröhre), welche einen Strahl von Röntgenstrahlen in hohen und niedrigen Energiebanden erzeugen kann. (Eine geeignete Röntgenstrahlensteuerung ist in der US-A-5 319 547 offenbart). Die ausgesandte Röntgenstrahlung wird durch den Kollimator gebündelt, um einen Fächerstrahl aus Röntgenstrahlen 47 zu bilden.
Das Röntgenstrahlendetektoruntersystem 50 umfasst 72 szintillierende CdWO₄-Kristalle, welche jedes optisch mit einer Photodiode gekoppelt sind. Jede Photodiode erkennt Licht, welche das korrespondierende-Kristall verlassen hat, und wandelt das Licht in einen Strom, welcher in einem Strom-zu-Spannung-Konverter verstärkt wird. Der Ausgang von dem Verstärker wird aufgebracht auf einen Integrator über analoge Schalter. Die analogen Schalter, welche parallel betrieben werden, werden während des Röntgenstrahlpulses angeschaltet und während der Integratorhaltezeit abgeschaltet, um das Eindringen von Rauschen in die Daten zu verhindern. Das Steuersignal, welches diese Schalter an- und ausschaltet, wird von einer Integrator/Multiplexer-Platine 114 geliefert.
Die Integrator/Multiplexer-Platine 114 sendet die analogen Signale zu einer Analog-in-Digital(ADC)-Platine 112 zur Umwandlung in ein digitales Format. Die analogen Signale von der Integrator/Multiplexer-Platine 114 werden auf verschiedene Verstärker auf der ADC-Platine 112 in vier Gruppen von bis zu 64 Kanälen aufgebracht. Die Ausgänge der verschiedenen Verstärker werden in einem finalen Multiplexer kombiniert, der aus vier analogen Schaltern besteht. Die multiplexten Signale gelangen durch einen programmierbaren Verstärkungsverstärker und Summierungsverstärker, bevor sie auf einen A/D-Konverter aufgebracht werden. Der A/D-Konverter wandelt die analogen Signale in 16-Bit-parallele Daten zur Weiterverarbeitung durch einen digitalen Signalprozessor, z. B. Motorola 56000 um. Der digitale Signalprozessor bildet all die Steuersignale für den Detektorgruppenaufbau. Der Prozessor liefert zudem eine serielle Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung zum Computer 70.
Ebenfalls Bezug nehmend auf 4 umfasst die Inspektionseinrichtung 30 auch einen Computer 70, welcher die Hardware steuert und befehligt. Der Computer 70 ist mit einer Verteilplatine 80 verbunden, welche die Verbindung zwischen einer Bedienerkonsole 33, der C-Arm-Schnittstelle 110 (4A, 4B oder 4C) einer Steuertafelsteuerung 84 und Verdrängungsuntersystemen 42 und 44 liefert. Die Steuertafelsteuerung 84 verbindet eine Steuertafel 86 mit der Bedienerkonsole 33. Die Steuertafel 86 liefert Schalter, umfassend visuelle Indikatoren zur Bewegung des C-Arms 40 und der Plattform 34. Das lineare Verdrängungsuntersystem 42 umfasst TX- und TY-Schrittmotoren und ein rotierendes Untersystem 44 umfasst einen C-Arm-Rotationsmotor 98 und einen C-Arm-Trägermotor 102. Der TX-Schrittmotorantrieb 88 steuert die Bewegung der Plattform 34 unter Verwendung eines Antriebsmotor 90, basierend auf Befehlen des Computers 70. Ein Positionsgeber verbunden mit dem Motor 90 liefert die Positionsüberwachung. Ein TY-Schrittmotor 94 und damit verbundene Antreiber 92 liefert die Bewegung der Plattform 34 in die Richtung der Gepäckbewegung und seine Position wird durch einen verbundenen Positionsgeber verfolgt. Ein AR-Schrittmotortreiber 96 kontrolliert die Rotation des C-Arms 40, welcher durch den C-Arm-Rotationsmotor 98 angetrieben wird, wobei seine Position mit einem verbundenen Positionsgeber gesteuert wird. Ein C-Arm-40-Trägermotor 102 bewegt den C-Arm 40 linear und ein assoziierter Positionsgeber liefert die Positionsüberwachung. Eine linke oder rechte Bewegung des C-Arms 40 wird durch den AY-Schrittmotortreiber 100 gesteuert. Ein Plattformmotor hebt oder senkt die Plattform 34 und der korrespondierende Positionsgeber liefert die Positionsüberwachung. Die Bewegung des Motors 106 wird durch einen DZ-Antreibmotorsteuerer 104 gesteuert.
Die Einrichtung 30 ist mit einem ISA-Bus Computer verbunden, um die Plattform und C-Arm-Bewegung und die Röntgenstrahlenbildung zu steuern, alle notwendigen Berechnungen durchzuführen und alle Gepäckund Datensammlungsinformationen zu verwalten. Das System verwendet einen Computer mit einem Pentium-Prozessor, einem 16 Jb Speicher und einer VGA Videokarte.
Bezug nehmend auf 5 ist die zweite Sonde, welche eine kohärente (Rayleigh) Röntgenstrahlenabtastsonde 140 ist, ebenfalls am C-Arm 40 angeordnet. Die kohärente Röntgenstrahlenabtastsonde 140 umfasst eine polychromatische Röntgenstrahlenguelle 142, welche Röntgenstrahlung aussendet, welche von einem Schmalbündelstrahl-Kollimator 140 gebündelt wird. Die Röntgenstrahlenquelle 142 teilt die Wolfram-Röntgenstrahlenröhre mit der Röntgenstrahlenquelle 142 der ersten Sonde (alternativ kann die Röntgenstrahlenquelle 142 eine separate Röntgenstrahlenröhre verwenden). Der Kollimator 144 ist angeordnet auf und wird gesteuert durch einen Blendenöffnungsmotor und Sensor 118 (4A). Der Schmalbündelstrahl 146 wird mit einem Erbium-Filter 148 oder einem Thulium-Ross-Filter 150 gefiltert, bevor er das zu untersuchende Objekt (155) bestrahlt. Die gefilterte Röntgenstrahlung 152 wird von dem untersuchten Objekt gestreut und die charakteristische Strahlung 150 durch ein kohärentes Streuröntgenstrahlenermittlungsuntersystem 160 erfasst. Das Ermittlungsuntersystem 160 enthält einen Kollimator 162, der den Blickwinkel des Röntgenstrahlendetektors begrenzt. Der Röntgenstrahlendetektor umfasst einen positionsempfindlichen PMT 166, welcher die räumliche Anordnung von optischer Strahlung, ausgesandt von einem NaI-szintillierenden Kristall 164, ausgesandt wird. Die Detektionsgeometrie wurde so gewählt, dass im Wesentlichen das Zusammenwirken von anderen betrachteten Objekten 154A, 154B mit dem Sondenstrahl verhindert wird.
Diese Sonde verwendet eine Technik, verwendend als einen Ross-Filter, auch balancierender Filter genannt, und wurde beschrieben durch B. D. Cullity in "Elements of X-Ray Defraction", Edison Wesley Publishing Company, Inc., 1978. Wenn die Filter (148 und 150) aus zwei verschiedenen Substanzen hergestellt sind, welche in der Atomzahl durch 1 differieren, haben sie die gleiche relative Dämpfung bei jeder Wellenlänge, ausgenommen das enge Band von Wellenlängen zwischen den K-Kanten der zwei Substanzen. Wenn das Defraktionsmuster einer zunächst mit einem Filter und dann mit dem anderen Filter gemessen wird, ergibt die Differenz zwischen den zwei gemessenen Defraktionsmustern das Defraktionsmuster, korrespondierend zu einem nahezu monochromatischen Strahl mit einer Energie an der K-Kante. Vorteilhafterweise benötigt diese Messung keine Ermittlung der Photonenenergie der kohärent gestreuten Röntgenstrahlen. Die verwende ten Filter haben K-Kanten jeweils dicht unterhalb (57,43 Kev) und kurz oberhalb (59,32 Kev) der charakteristischen K_α von Wolfram (58,87 Kev). Entsprechend koinzidiert ihr Bandpassbereich präzise mit dem stärksten Emissionband von Wolfram. Die detaillierte Aussteuerung der Dämpfung zwischen den zwei Filtern wird erreicht durch ein physikalisches Ausbalancieren der relativen Dicke der zwei Filter oder durch die Ermittlungssoftware.
Bei einer weiteren Ausführungsform misst die kohärente Röntgenstrahlenstreuungssonde 145 genau das Energiespektrum der gestreuten Photonen an einigen verschiedenen Örtlichkeiten. Die Sonde misst das gesamte Energiespektrum oder nur ausgesuchte Energien, korrespondierend mit ausgesuchten Materialien. Sie verwendet verschiedene Typen von kohärenten Röntgenstrahlenstreumessungen, beschrieben in dem Stand der Technik (siehe (1) Strecker, H., Harding, G., Bomsdorf, H., Kanzenbach, J., Linde, R., Martens, G., "Detection of Explosives in Airport Baggage Using Coherent X-Ray Scatter." SPIE vol. 2092 Substance Detection Systems, pp. 399–410, 1993; (2) Luggar, R. D., Gilboy, W. W ., MacCuaig, N., "Industrial Potential of a Rayleigh Scattered X-Rays for Identification of Low-Z Materials", SPIE vol. 2092 Substance Detection Systems, pp. 378–386, 1993; (3) Speller, R. D., Horrock, J. A., Lacey, R., "X-Ray Scattering Signatures for Material Identification" SPIE vol. 2092 Substance Detection Systems, pp. 366–377, 1993; und (4) Luggar,R. D., Horrock, J. A., Speller, R. D., Royle, G. J., Lacey, R., "Optimization of Low Angle X-Ray Scatter System for Explosive Detection".
4B zeigt schematisch eine Schnittstelle für sowohl die kohärente (Rayleigh) Streusonde 140 als auch die Compton-Streusonde 275. Ein schaltbares Filter/Kollimator-Untersystem umfasst einen Filter/Kollimator-Motor und Sensor 262, welcher durch einen Filter/Kollimator-Treiber 260 gesteuert wird. Das Filter/Kollimator-Untersystem positioniert selektiv K-Kanten-Filtration und ein Folienkollimatorsystem in den Röntgenstrahlungstrahl 146, um eine optimale Ermittlung eines ausgesuchten Materials zu ermöglichen. Die gestreute Strahlung wird durch ein Detektionsuntersystem 160, das einen positionsempfindlichen Detektor (d. h. szintillierendes Kristall 161 und PMT 166 aus 5) mit den korrespondierenden Elektroniken 270 und einen Politions/Höhen-Diskriminator 264 umfasst aufgenommen. Das Rayleigh-Detektionsuntersystem 160 ist in der Lage, die Position (268) und Energie (266) zu diskriminieren von jedem interaktiven Ereignis. Die Position- und Energiedaten werden zu einem Computer über eine C-Arm-Schnittstelle 110 geliefert.
Die Compton-Streusonde 275 umfasst eine Gruppe von PMT-Detektoren und die korrespondierenden Elektroniken (272), welche unter der Plattform 34 montiert sind. Die Streugruppe, welche wie in der oben genannten Patentanmeldung konstruiert ist, wird zu einer gewünschten Position durch den Motor 280, gesteuert durch den Treiber 282, bewegt. Die Streugruppe tastet programmierbar entlang der axialen Achse der untersuchten Einheit ab, um eine zweidimensionale Karte der rückgestreuten Röntgenstrahlung zu rekonstruieren. Nach vorne gestreute Röntgenstrahlung wird durch eine zusätzliche Vorwärtsstreugruppe detektiert oder das Rayleigh-Detektionsuntersystem wird so eingestellt, dass es Compton-Streuung detektiert.
6 zeigt schematisch den Betrieb der Inspektionseinrichtung 30. Zunächst erhält die polychromatische Vielfachansichten-Röntgenstrahlensonde Projektionsbilddaten (Absorption- und Streuröntgenstrahlendaten H und L, und umgewandelte Daten B und I in einer ähnlichen Weise, wie es durch einen "Ebene 1"-Röntgenstrahlenabtaster (200) ausgeführt wird.
Durch die Verwendung der Detektionsalgorithmen, welche in der oben genannten Anmeldung beschrieben werden, detektiert die polychromatische Röntgenstrahlensonde Objekte innerhalb des Z_eff-Fensters, welche ein bedrohendes Material (202) enthalten können, und führt zudem Blatt--Algorithmen (204) durch, um Blätter von bedrohendem Material zu identifizieren. Anschließend identifiziert die Sonde die Koordinaten des individuellen Objekts und führt eine Erkennung auf jedem Objekt (206) durch. Objekte, die als frei von jeder Bedrohung (oder Schmuggelware) identifiziert sind, werden freigegeben und die verbleibenden Objekts weiter untersucht, abhängig von ihrer Form (208).
Die Sonde untersucht weiter die Haufwerksobjekte, die zurückgewiesen wurden (d. h. nicht freigegeben wurden) durch die Aufnahme von aus gewählten radialen Ansichten (210). Der Algorithmus bildet ein Rekonstruktionsbild und lokalisiert das Objekt in dem Bild. Dann misst der Algorithmus die Dichte dieser Objekte (212). Die Entscheidung, ob eine Bedrohung vorliegt, wird automatisch gemacht, basierend auf einem ausgewählten Dichteschwellenwert (214). Objekte außerhalb dieses Grenzwertes werden freigegeben (216) und die anderen (218) werden weiter bearbeitet durch eine zweite Sonde, wie die kohärente Streusonde (236). Dieser Haupwerksalgorithmus ist schneller als ein CT-Algorithmus, da die Sonde nur eine begrenzte Zahl von radialen Ansichten des Objektes aufnimmt, welche nicht durch die "Ebene 1''-Untersuchung freigegeben werden können (Schritte 200 bis 208). Die freigegebenen Objekte werden nicht mehr untersucht.
Die Sonde untersucht zudem die identifizierten Blatt-Objekte durch die Aufnahme hoch auflösender Seitenansichten dieser Objekte (220)-Üblicherweise werden die Blattobjekte in den Wänden von untersuchten Aktentaschen oder Gepäckstücken gefunden. Anschließend wendet der Algorithmus eine ausgesuchte Bedrohungsroutine (230) an, um Objekte; die frei von Sprengstoffen sind, freizugeben (oder anderer untersuchter Schmuggelware). Alternativ kann die Röntgenstrahlensonde hierbei nur die Compton-Streutechnik verwendet, um die Wände einer untersuchten Aktentasche zu untersuchen.
Wie dies oben beschrieben ist, verwendet die zweite Sonde kohärente (Rayleigh) Röntgenstrahlenstreuung, um die Objekte weiter zu untersuchen, die nicht freigegeben werden konnten (236). Die kohärente Streusonde erhält Koordinaten von verdächtigen Objekten und anderen verdächtigen Objekten und identifiziert die beste Geometrie für die Untersuchung Die Sonde akkumuliert Röntgenstrählendaten an unterschiedlichen Positionen und unterschiedlichen Energiecharakteristiken des bestrahlten Materials. Die Sonde führt eine Bedrohungsent-scheidung durch den Vergleich der erhaltenen Daten mit einer Daten-bank von Sprengstoffen (oder anderen Schmuggelwaren) (238) durch. wenn ein Objekt vorliegt, das nicht freigegeben werden kann; kann zudem eine andere Sonde, wie eine Raman-Sonde, eine Infrarotsonde, eine Mikrowellensonde oder eine NQR-Sonde verwendet werden (240). Alternativ verwendet das System eine Röntgenstrahlensonde, die einen Algorithmus verwendet, welcher interaktiv die Inspektion abhängig von Informationen von vorangegangenen Ansichten und Gepäcktopographien fokussiert. Der Algorithmus zieht selektives "Herumschauen" des inspizierten Gepäckstücks heran, um gewisse Materialparameter wie Z_eff mit viel größerer Genauigkeit zu messen. Um eine höhere Genauigkeit zu erzielen, setzt das System selektiv den Bestrahlungswinkel um Störecho, welches in verschiedenen Ansichten erhalten wird, zu vermeiden und integriert die Daten für längere Zeitperioden, um statistisches Rauschen zu minimieren. Das System "schaut herum" durch das Berechnen des projizierten Bildes, um Scheibenebenen auszusuchen, welche den geringsten Anteil von Störechos haben; wie dies gemessen wird mit einem Störecho-Algorithmus, der empfindlich für schnelle Materialeigenschaftswechsl über einen kleinen Bereich ist. Diese Scheibenebenen werden dann abgetastet, um ein eng aneinander angeordnetes Paar von Schmalbündelstrahlkoordinaten zu finden, welches unterschiedliche Mengen von Bedrohungsmaterial zeigt. Die Schmalbündelstrahlenkoordinaten sind in enger Annäherung und relativ wenig von Störechos beeinflusst und können entsprechend für eine Messung mit höherer Präzision von Z_eff des ausgewählten Objekts verwendet werden.
Das System inspiziert verschiedene verdächtige Bereiche mit viel höherer Auflösung und ordnet materialspezifische Filter selektiv in Front der Quelle oder des Detektors an. Bei diesem Typ einer "geleteten Suche" führen die Ergebnisse von vorher ausgeführten Abtastun- gen zum nächsten Bereich und Art der Inspektion: Zum Beispiel bei einer Routine, wenn eine Projektionsabtastung ermittelt, dass ein Teil der Auskleidung unnormal dick bezüglich des Restes der untersuchten Tasche (oder im Vergleich mit einem gespeicherten Satz von Taschenmodellen) erscheint, zielt die Maschine spezifisch auf diesen Bereich. Die Geometrie der Abtastung wird dann so gewählt, dass die Querschnittsauflösung maximiert wird. Dies verbessert die Messung von Z_eff sehr und die erreichbare Masse und Dichte. Die Dichte wird dann durch die Messung der Bereichsdichte berechnet in der Querschnittsansicht, geteilt durch die Länge des verdickten Abschnitts, wobei die Längendaten gemessen werden durch eine senkrechte Abtastung. Durch die Konzentration der Röntgenstrahlenansichten auf dem angezielten Objekt im Gegensatz zu einheitlich verteilten Winkelansichten um die gesamte inspizierte Region ist der Algorithmus genau er oder schneller als eine allgemeine CT-Typ-Abtastung, welche eine Standardquerschnittsansicht-Rekonstruktion liefert.
Ein anderer Algorithmus sucht interaktiv nach spezifischen Modalitäten basierend auf der Form, Dichte oder Z_eff. Der Algorithmus richtet eine Sequenz von Materialeigenschaftabtastungen an gemessenen ausgesuchten räumlichen Auflösungen und Positionen, um eine flexible und Material-zielgerichtete eigenschaftsempfindliche Inspektion zu ermöglichen. Jede zusätzliche Abtastung addiert Informationen und modifiziert die Parameter für nachfolgende Abtastungen zur Erzielung einer schnellen Annäherung zu einer Entscheidung über ein bestimmtes Objekt. Dieser Prozess wird iterativ geleistet. Der Algorithmus kann zudem räumliche Informationen einer größeren Tasche in mehrere Regionen bzw. Bereiche unterteilen und iterativ die Regionen parallel bearbeiten.
Der oben beschriebene vollautomatische Modus, genannt "Smart X-Ray Eyes", ist eine Nachbildung eines menschlichen Bedieners mit Röntgenstrahlenaugen, der in einer Tasche herumschauen kann, um Abnormalitäten festzustellen und jedes angezeigte Bedrohungsobjekt zu sehen und zu verstehen. Alternativ kann der automatische Modus durch das Vorsehen der Eingabe eines Bedieners bei unterschiedlichen Ebenen der Untersuchung verbessert werden. Hierbei umfasst das Inspektions-system eine graphische Schnittstelle und eine Benutzerschnittstelle. Bei unterschiedlichen Ebenen erhält der Bediener ein odermehrere Bilder, die zudem eine Farbüberlage enthalten können, welche die Eigenschaften des lokalisierten Objekts oder des Bereichs anzeigen. Der Bediener wird dann zu einer Eingabe aufgefordert, um eine optimale Auswahl der Inspektionsgeometrie für den nachfolgenden Scan zu leisten. In dieser Weise verwendet der Algorithmus die Erfahrung eines Menschen in einer interaktiven Weisen.
Eine weitere Ausführungsform des Systems verwendet eine einzige Zweienergie-Röntgenstrahlensonde und eine Datenschnittstelle zu der Ebene-1-Inspektionsmaschine. Dies ermöglicht dem System die Verwendung der Daten von der Ebene-1-Einrichtung, um den Inspektionsprozess zu führen, wodurch die Zeit verkürzt wird, um den "Ebene 3''-Inspektionsprozess durchzuführen.

Claims

Inspektionssystem zum Detektieren eines spezifischen Materials in Gegenständen, wie etwa Gepäckstücken oder Paketen, wobei das System aufweist: eine Vielfachansichten-Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (46, 50), mit der ein untersuchter Gegenstand (14B) inspiziert wird und die ein Vielfachansichten-Röntgenstrahlen-Bestrahlungssystem aufweist, mit dem mehrere Röntgenstrahlenansichten des untersuchten Objektes erhalten werden, indem der untersuchte Gegenstand der Röntgenstrahlung aus einer Mehrzahl von Positionen ausgesetzt wird; eine materialempfindliche Prüfeinrichtung (140), die materialspezifische Information über den untersuchten Gegenstand (14B) bereitstellt; eine Einrichtung (70), die einen verdächtigen Bereich innerhalb des untersuchten Gegenstandes (14B) identifiziert, und zwar in Abhängigkeit von der räumlichen Information über den untersuchten Gegenstand (14), die mittels der Ausgabe der Vielfachansichten-Röntgenstrahlenstreubildeinrichtung (46, 50) erzeugt wird, und die die materialempfindliche Prüfeinrichtung (140) derart kontrolliert, dass sich deren Arbeitsbereich auf einen identifizierten ver- dächtigen Bereich (155) konzentriert; und einen Prozessor (70), der derart ausgebildet ist, dass er den Ausgang der materialempfindlichen Prüfeinrichtung (140) verarbeitet, um die Anwesenheit des spezifischen Materials in dem verdächtigen Bereich (155) zu identifizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenstrahlen-Bestrahlungssystem derart ausgebildet ist, dass es fächerförmige Röntgenstrahlen erzeugt; die materialempfindliche Prüfeinrichtung (140) eine materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) ist; und das Inspektionssystem weiterhin einen mechanisch positionierbaren Arm aufweist, an dem die Vielfachansichten-Röntgenstrahlenstreubildeinrichtung (46, 50) und die materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubildprüf einrichtung (140) montiert sind, wobei der Arm (40) um den zu untersuchenden Gegenstand drehbar angeordnet ist, um die Vielfachröntgenansichten zu erhalten und um die materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) auf einen identifizierten verdächtigen Bereich zu konzentrieren.
System nach Anspruch 1, wobei der Arm (40) derart C-förmig ausgebildet ist, dass er um den zu untersuchenden Gegenstand drehbar angeordnet ist, um die Röntgenstrahlenquelle (46) der Röntgenstrahleninspektionseinrichtung an der Mehrzahl von Positionen anzuordnen.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die materialempfindliche Röntgenstrahlenprüfeinrichtung eine materialempfindliche richtungsabhängige kohärente Röntgenstrahlenstreubildprüfungseinrichtung aufweist.
System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Röntgenstrahlenprüfeinrichtung (46, 50) ein Erfassungssystem (50) aufweist, das eine Anordnung von Röntgenstrahlendurchgangsdetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen, die durch den untersuchten Gegenstand (14B) hindurch tritt.
System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Röntgenstrahlenprüfeinrichtung (46, 50) ein Erfassungssystem (50) aufweist, das eine Anordnung von Röntgenstrahlenrückstreudetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen; die von dem zu untersuchenden Gegenstand (14B) zurück gestreut wird
System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Röntgenstrählenprüfeinrichtung (46, 50) ein Erfassungssystem (50) aufweist, das eine Anordnung von Röntgenstrahlenvorwärtsstreudetektoren umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie Röntgenstrahlung erfassen, die von dem zu untersuchenden Gegenstand (14B) nach vorwärts gestreut wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielfachansichten-Röntgenstrahlenbestrahlungseinrichtung (46) derart aufgebaut ist, dass die fächerförmige Röntgenstrahlung mit zwei im wesentlichen unterschiedlichen Energieniveaus erzeugt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die materialempfindliche Röntgenstrahlenprüfeinrichtung (140) umfasst: eine Röntgenstrahlenquelle (142), die derart aufgebaut ist, dass ein kollimierter Schmalbündelstrahl von Röntgenstrahlen abgegeben wird, die den verdächtigen Bereich (155) bestrahlen; und einen positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektor (166), der derart aufgebaut ist, dass er Röntgenstrahlen erfaßt, die von dem verdächtigen Bereich (155) gestreut werden.
System nach Anspruch 8, wobei die materialempfindliche Röntgenstrahlenprüfeinrichtung (140) weiterhin einen Quellenfilter (148, 150) aufweist, der derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er den kollimierten Schmalbündelstrahl filtert.
System nach Anspruch 9, wobei die materialempfindliche Röntgehstrahlenprüfeinrichtung (140) weiterhin einen Detektorfilter aufweist, der in Front des positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektors angeordnet ist, und der derart aufgebaut ist, dass er Röntgenstrahlen ausfiltert, die von dem verdächtigen Bereich (155) gestreut werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einer grafischen Schnittstelle und einer Anzeigeeinrichtung (72), die derart aufgebaut ist, dass die räumliche Information über den untersuchten Gegenstand (14B) dargestellt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Benutzer-Schnittstelle, die derart aufgebaut und angeordnet ist, so dass eine interaktive Kommunikation mit dem Inspektionssystem ermöglicht ist.
System nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung (70) zur Identifikation eines verdächtigen Bereichs derart konfiguriert ist, dass sie eine Inspektionsgeometrie für einen verdächtigen Bereich bestimmt, der dadurch identifiziert wird.
System nach Anspruch 13, wobei die Benutzer-Schnittstelle weiterhin derart aufgebaut ist, dass diese eine Eingabe von einem Benutzer erhält, der Information über die Inspektionsgeometrie eingibt.
Verfahren zur Inspektion mittels Röntgenstrahlen, um ein spezifisches Material in Gegenständen, wie etwa Gepäckstücken oder Paketen (14B) zu detektieren, mit den Schritten: Einsetzen eines Vielfachansichten-Röntgenstrahlenbestrahlungssystems (50), um mehrere Röntgenstrahlenansichten des untersuchten Objektes zu erhalten, indem der zu untersuchende Gegenstand einem Strahl einer Röntgenbestrahlung von einer Mehrzahl von Positionen ausgesetzt wird und indem die Röntgenstrahlen erfaßt werden, die von dem untersuchten Objekt gestreut werden; Identifizieren eines verdächtigen Bereichs (155) innerhalb des untersuchten Gegenstandes (14B), anhand dieser Information; Bestimmen von räumlichen Informationen, die in Relation zu dem verdächtigen Bereich stehen; Einsetzen einer materialempfindlichen Prüfeinrichtung (140) und Benutzen der räumlichen Informationen, um materialspezifische Information über den verdächtigen Bereich zu erhalten; und Identifizieren eines Vorhandenseins des spezifischen Materials in dem verdächtigen Bereich, basierend auf einer Verarbeitung mittels Computer, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt des Einsetzens fächerförmige Röntgenstrahlen eingesetzt sind; im zweiten Schritt des Einsetzens eine materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) eingesetzt ist; wobei das Vielfachansichten-Röntgenstrahlenbestrahlungssystem (46) und die materialempfindliche Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) an dem gleichen mechanisch positionierbaren Arm (40) montiert sind und dadurch in dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt des Einsetzens um den zu untersuchenden Gegenstand herum drehbar angeordnet sind, um die Röntgenstrahlen-Vielfachansichten zu erhalten und um den Arbeitsbereich der materialempfindlichen Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) auf einen identifizierten verdächtigen Bereich zu konzentrieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Arm (40) verdrehbar angeordnet ist und eine C-förmige Ausbildung hat und wobei der Schritt des Bestrahlens des zu untersuchenden Gegenstandes mittels des materialempfindlichen Röntgenstrahlenbestrahlungssystems (46, 50) das Verdrehen des C-förmigen Armes umfasst, um die Röntgenstrahlenquelle an den mehreren Positionen zu positionieren.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Schritt des Einsetzens der materialempfindlichen Röntgenstrahlenprüfeinrichtung das Benutzen einer materialempfindlichen richtungsabhängigen kohärenten Röntgenstrahlenstreubildprüfungseinrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Schritt des Erfassens der Röntgenstrahlen das Detektieren der Röntgenstrahlung umfasst, die durch den zu untersuchenden Gegenstand (14B) hindurch tritt.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Schritt des Erfassens der Röntgenstrahlen das Detektieren der Röntgenstrahlung umfasst, die von dem zu untersuchenden Gegenstand (14B) zurück gestreut wird.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Schritt des Erfassens der Röntgenstrahlen das Detektieren der Röntgenstrahlung umfasst, die von dem. zu untersuchenden Gegenstand (14B) nach vorwärts gestreut wird.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Schritt der Bestrahlung das Erzeugen zweier im wesentlichen unterschiedlicher Energieniveaus der fächerförmigen Röntgenstrahlen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, 46 oder 18, wobei der Schritt des Bestimmens die Bestimmung einer Inspektionsgeometrie des verdächtigen Bereichs (155) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin mit denn Schritt des Anzeigens der räumlichen Information.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Bestimmens zumindest die teilweise Rekonstruktion von Gegenständen in dem verdächtigen Bereich (155) ausführt, basierend auf der Mehrzahl der Positionen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 24, wobei der Schritt des Einsetzens der materialempfindlichen Röntgenstrahlenprüfeinrichtung den Einsatz einer materialempfindlichen richtungsabhängigen kohärenten Rönt- genstrahlenstreubildprüfeinrichtung (140) umfasst, und wobei die räumliche Information benutzt wird, um den verdächtigen Bereich (155) mittels eines fokusierten Strahls von Röntgenstrahlen (146) zu bestrahlen und um kohärent gestreute Röntgenstrahlen zu detektieren, um so materialspezifische Röntgenstrahlendaten zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Bestrahlens die Abgabe eines kollimierten Schmalbündelstrahls von Röntgenstrahlen (146) in Richtung des verdächtigen Bereichs (155) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Erfassens den Einsatz eines positionsempfindlichen Röntgenstrahlendetektors (166) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Erfassens den Einsatz eines energieempfindlichen Röntgenstrahlendetektors (160) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Bestrahlens weiterhin das Filtern des kollimierten Schmalbündelstrahls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Detektierens weiterhin das Filtern der Röntgenstrahlen umfasst, die von dem verdächtigen Bereich (155) gestreut werden.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Ausnutzung der räumlichen Informationen derart erfolgt, dass anhand dieser Auswertung die materialempfindliche richtungsabhängige kohärente Röntgenstrahlenstreubildprüfeinrichtung positioniert wird, um den verdächtigen Bereich aus einer ausgewählten Richtung zu bestrahlen.