JP2008096414A - 移動目標の高速結像検査設備及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の速度範囲で移動する目標に対し高速検査を行い、検査時間を大きく減らす移動目標の高速結像検査設備及び方法を提供すること。
【解決手段】移動目標が通る通路と、移動目標に対し結像を行って検査を行うために前記通路を通る移動目標に対し放射ビームを発する走査結像装置と、前記移動目標が前記通路に入ったのか否かを判定し且つ前記通路に入る移動目標に対しカウントする第１の検出ユニットと、移動目標の前記通路内での移動速度を測定する第２の検出ユニットと、第１の検出ユニットから受けた、移動目標が前記通路に入ったことに関する検出信号に基づいて、移動目標の移動速度を検出するように第２の検出ユニットを制御し、且つ、第２の検出ユニットの測定結果に基づいて、走査結像装置が移動目標の速度に対応する周波数で放射ビームを発するように走査結像装置を制御して、移動目標を検査する移動目標の高速結像検査設備。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動目標の走査結像過程に関し、特に目標が非等速運動を行い、不完全な高速結像を必要とする場合の走査結像過程に関する。具体的には、本願は、移動目標の高速結像検査設備及び方法に関する。

高エネルギー線により車両に対し検査を行う設備は、移動目標に対し結像検査を行う設備の典型的な実例である。高エネルギー線により車両に対し検査を行う設備において、一般に、運転手と乗車員は車両から席を離れ、ドラッグ装置により被検査車両を等速で移動させ、加速器は、一定の周波数で車両全体に対し走査、結像を行う。全般の検査時間は、何分もかかり、設備のコストが高くなっている。しかも、車両の検査率は、低い。

ＷＯ２００５０９８４００には、物体に対し検査を行う検査システムが公開されている。該検査システムは、第１の放射源と第２の放射源とを備える。第１の放射源は、特定の横断面を有する第１の放射ビームを提供し、第１の放射ビームは、物体の移動方向と横向きになる第１の方向を指す。第２の放射源は、特定の横断面を有する第２の放射ビームを提供し、第２の放射ビームは第２方向を指し且つ一時的に第１の放射ビームとお互いに混雑する。該検査システムは、更に、第１と第２の放射ビームのうちの少なくとも一つから発射してくる放射ビームを検知し、放射信号を発生する複数の散乱検知器と、上述の散乱放射信号に基づいて画像を発生する制御器とを備える。

ＷＯ２００５０９８４０１には、移動目標を検査する自動物体検査システムが公開されている。該検査システムは、放射源と放射源検出器を有する走査ゾーンと、移動目標の第１部分が走査ゾーンを通ることと移動目標の第２部分が走査ゾーンに入る直前の場合を自動的に検出し、目標の第２部分が走査ゾーンに入る直前の場合が検出された時に、第２部分を走査するように自動物体検査システムに信号を発する第１のセンサー素子と、第１のセンサー素子からの信号に触発され、移動目標の第２の部分が走査ゾーンを通る時に、放射源から発射した放射を放射源検出器の方向に沿って走査ゾーンを通らせ、移動目標の第２部分が走査ゾーンに位置しない時に放射を遮蔽するシャッターとを備える。

前記二つの検査装置には、上述のような従来技術の欠点がある。即ち、一定の周波数で走査し、検査時間が長く、設備のコストが高く、車両検査率が低い。

本発明は、上述の従来技術中の欠点を克服するために、一定の速度範囲で移動する目標に対し高速検査を行い、検査時間を大きく減らす移動目標の高速結像検査設備及び方法を提供することを目的とする。

本発明の他の方面によれば、移動目標の異なる類型に応じて異なる走査トリガー条件を用いることができる移動目標の高速結像検査設備を提供することを目的とする。

更に、本発明の他の方面によれば、通路内の移動目標の数に応じて、走査結像装置の動作状態を制御することができる移動目標の高速結像検査設備を提供することを目的とする。

更に、本発明の他の方面によれば、移動目標の操作者が放射ビームの放射を受けないように保護することができる移動目標の高速結像検査設備を提供することを目的とする。

上述の発明目的を実現するために、本発明の技術方案は、以下の方式を採用している。

移動目標の高速結像検査設備であって、移動目標が通る通路と、移動目標に対し結像を行って検査を行うために前記通路を通る移動目標に対し放射ビームを発する走査結像装置と、前記移動目標が前記通路に入ったのか否かを判定し、前記通路に入る移動目標に対しカウントする第１の検出ユニットと、移動目標の前記通路内での移動速度を測定する第２の検出ユニットと、第１の検出ユニットから受けた、移動目標が前記通路に入ったことを示す検出信号に基づいて、移動目標の移動速度を検出するように第２の検出ユニットを制御し、且つ、第２の検出ユニットの測定結果に基づいて、走査結像装置が移動目標の速度に対応する周波数で放射ビームを発するように走査結像装置を制御する。

上述の設備において、更に、前記移動目標の類型を判断する第３の検出ユニットを備え、前記制御ユニットは、検出された移動目標の類型に応じて、走査結像装置が放射ビームを発する時間を制御する。

上述の設備において、更に、移動目標が前記通路を離れたのか否かを判定し、前記通路を離れた移動目標に対しカウントする第４の検出ユニットを備える。前記制御ユニットは、第１の検出ユニットのカウントと第４の検出ユニットのカウントとの差の値がゼロであることを確定した場合、設備を待機状態とする。

上述の設備において、前記第１の検出ユニットは、前記通路入口の地表下に埋め込まれた第１の地磁コイルと、該第１の地磁コイルと組み合わせて使用される、前記通路両側に設けられた第１の高速応答光幕スイッチとを備える。

上述の設備において、前記走査結像装置は、前記通路を通る移動目標に対し走査を行うために、放射ビームを発する加速器と、前記移動目標を透過した放射ビームを受ける検知器と、検知器の受けた移動目標を透過した放射ビームに基づいて結像を行う結像装置と、設備周辺の放射ビームの量を許容範囲に限定する放射防護装置とを備える。更に、前記放射防護装置は、通路両側に設けられた防護壁である。

本発明は、更に、移動目標の高速結像検査方法を提供し、移動目標が通路に入ったのか否かを判断するステップと、前記通路に入った移動目標の移動速度を判断するステップと、移動目標の移動速度に対応する周波数で放射ビームを発し、移動目標に対し検査を行うステップとを含む。

上述の方法は、更に、移動目標が通路を離れたのか否かを判断し、前記通路を離れた移動目標に対しカウントし、移動目標が通路に入ったのかを判断することには、前記通路に入る移動目標に対しカウントすることが含まれる。前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入った移動目標のカウントを比較し、前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入った移動目標のカウントが同一である場合、放射ビームの発射を一旦中止する。

本発明の一つの実施例において、高エネルギー線により車両に対し検査する設備を提供したが、車両が一定の速度で走行する過程で検査を行い、運転手と乗車員が車を降りることがなく、検査時間を大きく減らし、車両の通過率を向上させ、１００％の検査率を実現する。

本発明は、上述の技術方案を採用して、車両の通過率を２００台のコンテナトラック／時間まで向上できる。従来の技術に比べて、本発明は、車両の検査率を大きく向上し、設備のコストを顕著に低下させ、設備の置き場を小さくすることができる。したがって、本発明による設備は、各種の道路のＩＣの場合に使用することができる。

以下、図面と具体的な実施の形態とともに、本発明を更に説明する。

以下、図１と図２を参照して、本発明の一つの具体的な実施例となる車両検査設備の構成と動作過程に対し仔細に説明する。

図面を参照すると、本発明の車両高速検査設備は、コンテナ等を搭載した移動する被検査車両が通る通路１４を備え、その中に走査結像装置の加速器胴体９と、車両が通路に入ることを検出する高速応答光幕スイッチ２と、地磁コイル３と、車両の移動速度を測定する速度測定レーダ７と、制御室（図に示さず）とが取り付けられている。高速応答光幕スイッチ２は、通路の両側の立柱に取り付けられている。地磁コイル３は、車両入口の第１のスイッチとして、通路入口（図２の右側付近）の地表下に埋め込まれている。この二つの装置は、組み合わせて使用され、移動する被検査車両が前記通路に入ったのか否かを判定し、通路に入った車両に対し第１のカウンター（図に示さず）でカウントする。

該第１のカウンターは、制御室中に設けられる。速度測定レーダ７は、被検査車両の移動速度を測定するものであり、本実施例において、加速器胴体９の通路に近い外壁に取り付けることができる。制御室は、前記加速器９、高速応答光幕スイッチ２、地磁コイル３、速度測定レーダ７に電気的に接続され、高速応答光幕スイッチ２、地磁コイル３、速度測定レーダ７の検出信号が制御室に伝送される。制御室には、制御ソフトウェアがインストールされた制御ユニットが設けられる。制御室は、高速応答光幕スイッチ２と地磁コイル３が受けた、車両が前記通路に入ることに関する検出信号に応じて、速度測定レーダ７が車両の移動速度を測定するように制御し、速度測定レーダ７の測定結果に基づいて、走査結像装置が車両の移動速度に対応する走査周波数を用いて車両に対し検査を行うように制御する。

検出された車両の移動速度が速い場合、走査周波数を高くする一方、検出された車両の移動速度が遅い場合、走査周波数を低くすることで、画像がゆがまないことを保証することができる。

図１と図２を参照すると、車両高速検査設備は、更に光電スイッチ１０と光幕スイッチ５を備え、前記車両の類型を判断する。前記制御ユニットは、前記判断結果に基づいて加速器９のトリガー条件、例えば、放射ビームを発する時間を制御する。高速応答光幕スイッチ５は、通路両側の加速器胴体９の壁と検知器アーム１２に取り付けられ、光電スイッチ１０は、通路両側の防護壁１１に取り付けられている。

光電スイッチ１０と光幕スイッチ５により前記車両の類型を判断する実施例において、制御ユニットに、コンテナトラック、箱式貨車、客車の特徴情報と輪郭情報が記憶されている。光幕スイッチ５は、例えば、通路両側にそれぞれ取り付けられた発射器とレシーバーの二つの部分から構成される。制御ユニットは、車両のある顕著な特徴情報又は車両の一部の輪郭情報に基づいて車両の類型を速く判定することができる。移動する被検査車両が通路１４中の検出ゾーンに入ると、光電スイッチ１０が有効になり、制御ユニットは、光幕スイッチ５を作動させ、動作を始める。

光幕スイッチ５の発射器は、一定の数量の光ビームをレシーバーに発し、レシーバーは、発射器からの光ビームを受けるための相応数のセンサーを備えている。光ビームが遮断された状況に基づいて、車両外形の高さ情報を検知できる。車両の進行に従って、光幕スイッチ５は、車両の高さ情報を連続的に検出し、制御ユニットに伝送する。制御ユニットは、光幕スイッチ５のレシーバーからの情報を車両の外形輪郭情報に変換し、測定して得られた車両情報と制御ユニットに存在する車両情報とを比較し、更に車両の類型を区分する。

車両高速検査設備は、更に高速応答光幕スイッチ６と、通路１４の出口付近の地表下に埋め込まれた地磁コイル８を備え、被検査車両が前記通路を離れたのか否かを判定し、通路を出る被検査車両に対し第２のカウンター（図に示さず）でカウントする。該第２のカウンターは、制御室中に設けられる。

走査結像装置は、加速器と、検知器と、結像装置と、放射防護装置と備える。加速器は、移動する車両等の被検査目標を走査するために放射ビームを照射する。さらに加速器は、制御ユニットの制御下で、速度測定レーダ７が測定した車両の速度に基づいて、放射ビームの周波数を調整し、更に車両に対する走査周波数を制御する。

検知器は、移動する被検査目標から透過した放射ビームを受ける。結像装置は、検知器が検知した、移動する被検査目標から透過した放射ビームに基づいて結像を行う。放射防護装置は、設備周辺の放射ビームの量を許容範囲に限定するように保証し、設備周辺に接近可能な操作者が放射ビームによる傷害を受けないように保護する。更に、該放射防護装置は、通路の両側の放射線の透過を阻止できる防護壁４、１１を構成する。
本実施例において、防護壁４、１１は、通路１４の両側に立装され、通路両側の加速器胴体９と検知器アーム１２に接続され、高速応答光幕スイッチ６は、通路両側の加速器胴体９の壁と検知器アーム１２に取り付けられている。
制御ユニットの制御ソフトウェアは、五つの部分からなり、それぞれ、システム管理モジュール、通路車両カウントモジュール、運転手自動認識及び自動回避モジュール、ソフトウェア監視モジュール、異常状況処理モジュールである。システム管理モジュールは、各モジュールの動作の調和、外部との通信を管理して、外部設備を制御する。

車両カウントモジュールは、入る車両、出る車両の数を正確に識別するように、第１のカウンターと第２のカウンターを備えることにより、通路内の車両の数を計算する。通路内の車両の数は、システム管理モジュールが制御を行うための重要な根拠である。運転手自動認識及び自動回避モジュールは、車両の位置と車両の類型を判定するためのものであり、該モジュールは、コンテナトラックと閉鎖式貨車を正確に識別することができ、システム管理モジュールにより異なる車の類型に応じて異なる走査制御を行う。

運転手自動認識及び自動回避モジュールには、安全連動プログラムが内蔵され、運転手が走査ゾーンを通る時に加速器の動作状態を監視でき、運転手と乗車員の安全を確保できる。ソフトウェア監視モジュールは、システムが異常状態になること又は実際の状況に合わない状態になることを避けるものである。異常状況処理モジュールは、アラーム、非常状況処理、人員干渉等を含み、異常状況を処理するものである。

本発明の上述の実施例において、車両が入ること又は出ることを検出する高速応答スイッチ２，５，６と地磁コイル３，８を記述したが、本発明は、これに限らず、例えば、光幕スイッチと地磁コイルのうちの一つを用いて車両が入ること又は出ることを検出できる。説明しなければならないことは、地磁コイルの特性によれば、検査通路１４内で移動する移動目標と地磁コイルの接触面積が一定な程度になった時のみに、地磁コイルは、移動目標が検出されたことを示す信号（肯定信号）を発生する。

更に、光幕スイッチ２，５，６は、従来の光電検出器で替えることもできる。地磁コイル３，８は、光電検出器、圧電検出器、超音波センサー、マイクロウェーブセンサー、圧力センサーのうちの少なくとも一つを選択することで替えることもできる。

一方、図３を参照すると、本発明は、更に移動目標の高速結像検査方法を提供し、検査開始ステップ（Ｓ１）と、車両等の移動目標が通路に入ったのか否かを判断し（Ｓ２）、移動目標が通路に入ったと判断された場合、走査結像装置を起動して検査プログラムを開始すること（Ｓ３）と、前記移動目標の移動速度を判断し（Ｓ４）、前記移動速度に基づいて、走査結像装置が検出する走査周波数を確定し、移動速度に対応する検査を行うこと（Ｓ５）とを含む。

前記方法は、更に、移動目標の類型を判断すること（Ｓ６）、例えば、移動目標がコンテナトラック又は閉鎖式貨車であるのかを判定すること、及び前記類型に応じて予定類型の検査を行うこと（Ｓ７）、即ち、異なる車の類型に基づいて異なる走査トリガー条件を用いること、を含む。例えば、その時の移動目標が閉鎖式貨車であれば、直ちにビームを発し、走査を行い、コンテナトラックであれば、一定の時間を遅延させ、車両の先頭部分が検査ゾーンを離れ、コンテナが検査ゾーンに至った時に走査検査を行う。

前記方法は、更に、移動目標が通路を離れたか否かを判断し、前記通路を離れた移動目標に対しカウントすること（Ｓ８）を含み、移動目標が通路に入ったのか否かを判断することには、前記通路に入った移動目標に対しカウントすることが含まれる。前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入る移動目標のカウントを比較し、前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入る移動目標のカウントが同一である時に、放射ビームの放射を一旦中止する（Ｓ９）。その他に移動目標があれば、続いて検査し、ない場合には、検査を一旦中止する。

更に仔細な本発明の動作過程は、以下の通りである。

通路内の車両の数が０である場合、システムは、待機状態になり、一つの車両１Ａが通路に走行して来る時に、まず、地磁コイル３が有効になり、高速応答光幕スイッチ２と組み合わせて、車両が通路に入ることと走行方向の判定を行い、車両が通路に入れば通路内の車両の数を示す第１のカウンターのカウント値に１をプラスし、速度測定レーダ７は、車両走行速度に対し測定し、システムは、スタンバイの状態になる。

車両は、続いて進行し、システムは、車両が通路を走行する過程全体において、その状態の変化を記録する。車両が正常な速度で１Ａから１Ｂを経て１Ｃに到着する時に、光電スイッチ１０は有効になり、この時に、光幕スイッチ５の検出結果を介して、制御ユニットにより被検査車両がコンテナトラックであるのか、又は閉鎖式貨車であるのかを判定し、異なる車型に応じて異なるトリガー条件を用いる。その時の車両が閉鎖式貨車であれば、直ちにビームを発射し、走査を行い、コンテナトラックであれば、一定の時間を遅延させ、車両の先頭部分が検査ゾーンを離れ、コンテナが検査ゾーンに至った時に走査検査を行う。

走査のパルス周波数は、リアルタイム速度測定レーダ７により車両に対しリアルタイム速度測定して得られるものであり、リアルタイム速度測定レーダ７の出力周波数は、車両走行速度の変化によって変更する。運転室が走査ゾーンを通る時に、制御ユニットは、加速器が誤ってビームを発しないように、加速器の動作状態をリアルタイム監視する。車両が走査通路を通過する時に、通路内の車両を示す第２のカウンターのカウント値に１をプラスする。第２のカウンターのカウント値と第１のカウンターのカウント値が異なる場合、検査設備の走査結像装置は、走査状態を保持する。両者が同一である場合、走査結像装置は、待機状態になる。

説明しておくべきことは、本発明の技術方案によれば、上述の実施例の技術特徴において、速度測定方法中の速度測定レーダは、以下の技術的特徴で同等のものに替えることができる。例えば、光電スイッチ又は光幕スイッチと一定の距離を隔てることにより、速度測定を行う。つまり、これらの技術的特徴の置き換えは、当業者の公知の技術によって形成された技術方案を用いることであれば、本発明の保護範囲に属するものである。

以下の図面を参照して好ましい実施例を具体的に説明することにより、本発明の上述の目的と利点が更に顕著になる。

本発明に係わる実施例の車両検査設備の模式図である。

図１に示した設備の平面模式図である。 本発明に係わる移動目標に対して高速結像検査を行う方法のフロー図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 車両
２ 高速応答光幕スイッチ
３ 地磁コイル
４ 防護壁
５ 光幕スイッチ
６ 高速応答光幕スイッチ
７ 速度測定レーダ
８ 地磁コイル
９ 加速器胴体
１０ 光幕スイッチ
１１ 防護壁
１２ 検知器アーム
１４ 通路

Claims (18)

1. 移動目標が通る通路と、
   移動目標に対し結像を行って検査を行うために、前記通路を通る移動目標に対し放射ビームを発する走査結像装置と、
   前記移動目標が前記通路に入ったのか否かを判定し、前記通路に入る移動目標に対しカウントする第１の検出ユニットと、
   移動目標の前記通路内での移動速度を測定する第２の検出ユニットと、
   第１の検出ユニットから受けた、移動目標が前記通路に入ったことに関する検出信号に基づいて、移動目標の移動速度を検出するように第２の検出ユニットを制御し、且つ、第２の検出ユニットの測定結果に基づいて、走査結像装置が移動目標の速度に対応する周波数で放射ビームを発するように走査結像装置を制御する制御ユニットとからなる、
   移動目標を検査する移動目標の高速結像検査設備。
2. 前記移動目標の類型を判断する第３の検出ユニットを更に備え、前記制御ユニットは、検出された移動目標の類型に応じて、走査結像装置が放射ビームを発する時間を制御する請求項１に記載の設備。
3. 移動目標が前記通路を離れたのか否かを判定し、前記通路を離れた移動目標に対しカウントする第４の検出ユニットを更に備える請求項１に記載の設備。
4. 制御ユニットは、第１の検出ユニットのカウントと第４の検出ユニットのカウントとの差の値がゼロであることが確定した場合、設備を待機状態とする請求項３に記載の設備。
5. 前記第１の検出ユニットは、前記通路入口の地表下に埋め込まれた第１の地磁コイルと、該第１の地磁コイルに結合して使用される、前記通路両側に設けられた第１の高速応答光幕スイッチとを備える請求項１に記載の設備。
6. 前記通路両側に立柱を有し、前記第１の高速応答光幕スイッチは、前記立柱に設けられた請求項５に記載の設備。
7. 前記第４の検出ユニットは、前記通路内の地表下に埋め込まれた、出口に偏った第２の地磁コイルと、該第２の地磁コイルに結合して使用される、前記通路両側に設けられた第２の高速応答光幕スイッチとを備える請求項３に記載の設備。
8. 前記第２の検出ユニットは、通路両側に設けられた速度測定レーダを備える請求項１に記載の設備。
9. 前記第２の検出ユニットは、通路両側に予め定められた距離を隔てて設けられた光電スイッチを備える請求項１に記載の設備。
10. 前記第２の検出ユニットは、通路両側に予め定められた距離を隔てて設けられた光幕スイッチを備える請求項１に記載の設備。
11. 前記第３の検出ユニットは、通路両側に設けられた光電スイッチと、該光電スイッチに結合して使用される第３の高速応答光幕スイッチとを備える請求項２に記載の設備。
12. 前記走査結像装置は、前記通路を通る移動目標に対し走査を行うために放射ビームを発する加速器と、前記移動目標を透過した放射ビームを受ける検知器と、検知器が受けた移動目標を透過した放射ビームに基づいて結像を行う結像装置と、設備周辺の放射ビームの量を許容範囲に限定する放射防護装置とを備える請求項１に記載の設備。
13. 前記放射防護装置は、通路両側に設けられた防護壁を備える請求項１２に記載の設備。
14. 前記検知器は、検知器アームを有し、前記第２の高速応答光幕スイッチは、検知器アームに設けられた請求項１に記載の設備。
15. 前記移動目標は、車両である請求項１〜１４のいずれかに記載の設備。
16. 移動目標が通路に入ったのか否かを判断するステップと、
    前記通路に入った移動目標の移動速度を判断するステップと、
    移動目標の移動速度に対応する周波数で放射ビームを発して、移動目標に対し検査を行うステップと、
    を含む移動目標の高速結像検査方法。
17. 移動目標の類型を判断し、前記類型に応じて放射ビームを発する時間を制御するステップを更に含む請求項１６に記載の移動目標の高速結像検査方法。
18. 移動目標が通路を離れたのか否かを判断し、前記通路を離れた移動目標に対しカウントするステップを更に含み、
    このステップにおいて、移動目標が通路に入ったのか否かを判断することには、前記通路に入る移動目標に対しカウントすることが含まれ、
    前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入った移動目標のカウントを比較し、前記通路を離れた移動目標のカウントと前記通路に入った移動目標のカウントが同一である場合、放射ビームの発射を一旦中止するステップを更に含む請求項１６に記載の移動目標の高速結像検査方法。
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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