JP4851533B2 - 移動目標の画像検査システム及び移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動目標を走査し結像する過程に関し、特に、目標が非定常速度になった場合、或いは速やかな結像を非完全に行うべきである場合の走査及び結像の過程に関する。

一般的に、移動目標に対する結像検査は、高エネルギー放射線で車両を検査する設備により行われる。高エネルギー放射線で車両を検査する設備は、牽引装置により被検車両を定常の速度で牽引しながら、アクセレータから固定の周波数の高エネルギー放射線を連続に照射する。この設備に放射線を遮断するための隔壁を設けて、この隔壁により被検車両に高エネルギー放射線を照射するかどうか制御する。隔壁を開けると、被検の目標に放射線を照射し、車両の走査や、結像を行って検査する。

このような従来の設備に、アクセレータが常にオンの状態であるため、設備のコストが高くなる。同時に隔壁の開閉により高エネルギー放射線の照射を機械的に制御することで、応答の速度が遅い、検査にかかる時間が長くなり、車両の検査率が低くなる。

従来の技術の課題を解決するために、本発明は、移動目標の保護すべき部分を避けた後、快速に出束して走査を行う移動目標の画像検査設備及び保護すべき部分を避ける方法を提供することを目的とする。応答速度が速い、設備コストが低い。

上述の目的を実現するために、本発明の技術案は、以下のように実現できる。

本発明は、被検の移動目標が通路に入るか検出するように構成された第１の検出ユニットと、前記第１の検出ユニットにより、被検の移動目標が通路に入ったか否かことを検出した後、移動目標のうち保護すべき部分が通路内の放射線走査領域を通過し且つ通過信号を生成したか否かを検出する第２の検出ユニットと、放射線ビームを照射して被検の移動目標を走査し検査する走査像検出手段と、前記第２の検出ユニットより受信した通過信号によって、走査像検出手段が放射線ビームを生成するように制御するための制御信号を形成する制御系とを備えている移動目標の画像検査システムを提供する。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記走査像検出手段は、アクセレータを更に備え、且つ前記アクセレータは、マイクロ波電界を形成するように構成されたマイクロ波系と、電子ビームを照射するように構成された電子ビーム照射手段と、前記マイクロ波系で形成されたマイクロ波を受け入れて、マイクロ波電界を形成し、且つ前記マイクロ波電界により、前記電子ビーム照射手段が生成した電子ビームを加速し、加速された電子ビームをターゲットに向けて、Ｘ射線ビームを照射する加速手段とを備えている。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記電子ビーム照射手段は、エレクトロンガンを作動させるイネーブル信号により、トリガー同期信号を作成するエレクトロンガンのトリガー制御装置と、エレクトロンガンのトリガー制御手段で作成されたトリガー同期信号により、第１の高電圧パルスを形成するパルス装置と、前記第１の高電圧パルスにより電子ビームを照射するエレクトロンガンとを備えている。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記制御系は、前記第１の検出ユニットにより検出された、被検の移動目標が通路に入ったことを表した信号により、前記マイクロ波系を起動し作動させ、且つ前記通過信号を受信した後、前記走査像検出手段が放射線ビームを照射するように制御するための前記制御信号を送信する。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記マイクロ波系は、第２の高電圧パルスを形成するためのマイクロ波パルス装置と、前記第２の高電圧パルスを受け入れて、マイクロ波を形成するマイクロ波ソースとを備えている。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記制御信号は、前記マイクロ波電界が安定になった後に形成される。

上記移動目標の画像検査システムにおいて、前記移動目標が車両である。更に、前記保護すべき部分が運転室である。

本発明の他の形態は、移動目標が通路に入るか判定する第１の判定ステップと、移動目標のうち保護すべき部分が、前記通路内の放射線走査領域を通過し且つ通過信号を生成したか否かをしたか否かを判定する第２の判定ステップと、保護すべき部分が放射線走査領域を通過したことを判定した後に、前記通過信号により走査像検出手段が放射線ビームを生成するように制御するための制御信号を形成し、前記通路に放射線ビームを照射して、前記保護すべき部分を避けるように前記移動目標を走査検査する走査像検出ステップとを備えている移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法を提供する。

上記移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法において、第１の判定ステップの後に、移動目標が通路に入ったことを判定した後、放射線ビームを照射するための前記走査像検出手段が備えるアクセレータのマイクロ波系をトリガーして、マイクロ波を照射させるステップを更に備え、前記走査像検出ステップにおいて、アクセレータの電子ビーム照射手段をトリガーして、電子ビームを照射するステップを更に備えている。

本発明の実施例において、高エネルギー放射線を利用して、車両の検査を行う設備を提供して、車両がある速度で行進中に検査を行い、運転手が車両から離れることはない。そして、設備は、車頭を避けた後、極めて速い応答速度で出束し走査を行うので、検査にかかる時間は大幅に低減でき、車両の通過率を向上させ、１００％の検査率が図るようになる。

本発明は、上述の技術案を採用したので、車両の通過率を２００台／時間に向上できる。従来の技術と比べれば、車両の検査率を大幅に向上させ、設備コストが顕著に低減され、設備に占められた敷地も低減される。従って、さまざまな道路に適用する。

以下に、図を参照しながら、詳しい実施例を結合して本発明を更に説明する。

図面を参照しながら、好ましい実施例を説明して、本発明のこれら及び／又は他の方面と利点が明らかになり、分かり易くなる。

図面を参照しながら本発明による移動目標の画像検査をする設備について説明する。図の示すように、速やかに車両を検査する設備を実施例とし、説明する。以下の記述は、実施例を結合して、本発明を説明するものであり、この実施例に限るものではない。

図１は、本発明の実施例による車両を速やかに画像検査するシステムのブロック図である。図１に示すように、快速の画像検査のシステムは、被検の移動目標１５が通路１４に入るかどうか検出するように構成された第１の検出ユニット１０１と、第１の検出ユニット１０１により被検の移動目標１５が通路に入ることを検出した後、移動目標１５のうち保護すべき部分１６が、通路１４の検査領域、即ち、放射線ビームの照射により走査する領域を通過したかどうか検出し始める第２の検出ユニット１０２と、Ｘ射線や、γ射線などの放射線ビームを照射し、移動目標１５を検査するための走査像検出手段１０４と、第２の検出ユニット１０２からの通過の信号に応じて、走査像検出手段１０４が放射線ビームを照射するように制御するための制御信号を作成する制御系１０３とを備えている。

図２は、本発明の実施例による移動目標の画像検査をするための設備の模式図であり、図３は、図１に示した平面模式図である。図２と図３の示すように、コンテナーなどを搭載した被検の移動目標が通すための通路１４と、中に走査像検出手段を取り付けたアクセレータのハウジング９と、車両が通路に入ったことを検出するための快速応答ライト・カーテン・スイッチ（ｌｉｇｈｔｃｕｒｔａｉｎ ｓｗｉｔｃｈ）２と、地感コイル（ｇｒｏｕｎｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｉｌ）３と、車両の移動速度を検出するための検速レーダ７と、制御室（図に示ず）とを備えている。快速応答ライト・カーテン・スイッチ２は、通路の両側に位置した取付縦柱に取り付けられ、地感コイル３は、通路の入口（図２の右側付近）に埋め込まれ、車両の入口の第１のスイッチとする。この両方を結合して使用すると、被検の移動目標が通路１４に入るかを判定し、且つ通路に入った車両をカウンターでカウントする。このカウンターを制御室に配置しても良いし、別体に配置しても良い。また、移動目標の移動速度を計測するための検速レーダ７を、本実施例において、アクセレータのハウジング９の通路に隣接する外壁に取り付けることができる。制御室は、全システムのセンターであり、制御室に設けられた制御系は他の様々な電気設備と電気に接続でき、これらの電気設備から電気信号を受信し、且つこれらの電気設備に制御信号を送信することができて、更に、その操作の状態を制御する。

快速応答ライト・カーテン・スイッチ５は、通路の両側に位置したアクセレータのハウジング９の壁と検出器アーム１２に設けられ、フォトスイッチ１０は、通路の両側の防護壁４、１１に設けられている。フォトスイッチ１０とライト・カーテン・スイッチ５により、上記車両のタイプを判定し、且つ上記制御ユニットが、判定の結果によってアクセレータのトリガー条件、例えば、放射線を照射するタイミングを制御する。

具体的には、フォトスイッチ１０とライト・カーテン・スイッチ５により、移動目標１５が検査領域を通過するかどうか判定する実施例において、コンテナートラックや、箱式貨物車、客車などの特徴情報とアウトライン情報が制御ユニット１０３に格納されている。ライト・カーテン・スイッチ５は、例えば通路の両方側に取り付けられた送信機と受信機からなり、且つ光ビームが遮断された状況によって、車両の外形の高さについての情報を得て、更に通路を通る車両などの移動目標１５のある顕著の特徴、例えば車頭のアウトラインを得る。ライト・カーテン・スイッチ５による得た車両の顕著な特徴や車両の部分的なアウトライン特徴により、制御ユニット５は、車両のタイプを速やかに判断することができる。車両の最先端が到着することをフォトスイッチ１０により検出すると、制御系１０３に到着の信号を送信して、制御系１０３は、到着の信号により。車両の行進につれて、ライト・カーテン・スイッチ５により、車両の高さについての情報を絶えずに検出し、制御ユニットに送信する。制御ユニットで、ライト・カーテン・スイッチ５の受信機からの情報を車両のアウトラインを復元し、検出した車両についての情報をコントローラーに格納された車両の情報と照合し、車両のタイプを区別する。

走査像検出手段１０４は、アクセレータのハウジング９に設けられている。このアクセレータのハウジング９に、速やかに放射線を照射できるアクセレータも備えている。アクセレータは、図４の示すように、マイクロ波電界を形成するように構成されたマイクロ波系３００と、高圧パルスのトリガーで電子ビームを出射するように構成されたエレクトロンガン３０７などの電子ビーム出射手段と、マイクロ波転送システムで転送された、マグネトロン３０４により形成されたマイクロ波を受け入れて、マイクロ波電界を形成するようになり、このマイクロ波電界でエレクトロンガン３０７により形成された電子ビームを加速して、加速された電子ビームをターゲットに衝突させ、安定の線量のＸ射線を形成するように構成された加速チューブ３０５などの加速手段と、マイクロ波系３００と放射線ビーム照射系３２０に同期パルス信号を提供するシステム同期信号形成回路３０１とを備えている。

さらに、マイクロ波系３００は、マイクロ波パルス装置と、マグネトロン３０４などのマイクロ波ソース及びマイクロ波転送システムを備えている。マイクロ波パルス装置は、システム同期信号形成回路３０１からのシステム同期信号を受信して第２のパルス信号を形成する変調器３０２と、第２のパルス信号を、マグネトロン３０４を作動するための第２の高圧パルスに変更するパルス変圧器３０３とを備え、マグネトロン３０４は、第２の高圧パルスを受け入れて、マイクロ波を形成し、マイクロ波転送システムは、上記マイクロ波を加速チューブ３０５に転送して、加速チューブ３０５でマイクロ波電界を形成する。また、マイクロ波系は、マイクロ波ソースのマイクロ波出力周波数を、加速手段により形成されたエレクトロンガン３０７を駆動するための高圧パルスの周波数（即ち、特徴周波数）と一致させるようにするＡＦＣ（Ａｕｔｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）周波数安定手段を更に備えている。

更に、電子ビーム照射手段３２０は、エレクトロンガンのトリガー制御装置３０８と、パルス電源３０９とパルス変圧器３１０を備えたパルス装置と、エレクトロンガン３０７とを備えることができる。エレクトロンガンのトリガー制御装置３０８は、例えば制御系１０３に設けられたシステム同期信号形成回路３０１からの同期パルス信号と、エレクトロンガンを作動させるイネーブル信号とを受け入れる。イネーブル信号は、制御系１０３からの本機出束指令、例えば、制御系１０３は車両の保護部分（例えば、運転室部分）が、走査領域を通過したことを判定した後、送信した出束指令により有効なってもいい、他の外部の操作機構がマグネトロン３０４により形成されたマイクロ波のパワー安定状態に基づいた外部出束指令により有効になってもいい。また、両方が共に出た場合に、有効になってもいい。イネーブル信号は、有効になると、エレクトロンガンのトリガー制御装置３０８からトリガー同期信号を送信して、パルス電源３０９を作動させ、エレクトロンガン３０７のための第１のパルス信号を形成する。このパルス電源３０９からの第１のパルス信号をパルス変圧器３１０により第１の高圧パルスに変更し、更に、該当第１の高圧パルスによりエレクトロンガン３０７を駆動して電子ビームを照射する。

本発明のアクセレータにより、制御系１０３がマイクロ波系を起動した後に、マグネトロン３０４が作動し始めたが、この間に、アクセレータからＸ射線ビームの流れを形成していない。制御系１０３により、車両の運転室が検査領域を通過したことを判定した後、つまり、マグネトロン３０４が作動してからある時間（一般的に１０秒間）を経った後、システムのソフト起動及びＡＦＣ周波数安定を経って、且つ加速チューブ３０５に安定の加速電界を形成した後、制御系１０３から出束指令を送信する。出束指令は、エレクトロンガンのトリガー制御装置３０８によりパルス電源３０９を起動させ、加速チューブ３０５に安定のＸ射線パルスを形成する。そこで、本発明のアクセレータ１０４に、アクセレータが作動し始めた後、マイクロ波系も同時に作動されたが、この時に、電子ビーム照射手段より電子ビームを同時に照射することではない。制御系１０３からの出束指令を受信する場合のみには、電子ビーム照射手段３２０を作動させて、電子ビームを照射し、更に、走査検査のための放射線ビームを照射する。これにより、アクセレータが速やかに出束でき、運転室などに放射線ビームを照射することを防ぎ、運転手が放射線ビームにより傷つけられることを防止する。

本発明による移動目標の画像検査をする設備は、更に快速応答ライト・カーテン・スイッチ６と通路の地面に埋め込まれた、出口方向に位置した地感コイル８とを備えている。これらにより、被検の車両が通路１４から離れたのか判定し、且つ上記カウンターにより通路１４から離れた被検車両をカウントする。

本発明による移動目標の画像検査をする設備は、以下のように、作動する。

通路内に車両数が０になった場合に、システムは、待機状態になり、車両１Ａが通路に行進される場合に、先ず地感コイル３が有効になり、快速応答ライト・カーテン・スイッチ２を更に結合して、車両の行進方向を判定する。車両が通路に入った後、通路内の車両をカウントするためのカウンターが１を増加し、検束レーダ７により車両の行進速度を計測し、システムはスタンドバイの状態になって、制御系１０３は、マイクロ波系３００を起動させ、マイクロ波を形成する。形成したマイクロ波を、マイクロ波転送システムにより加速チューブ３０５に転送し、加速チューブ３０５で安定の電界を立てる。車両の行進につれて、システムは、車両が通路を通過する間の状態変化を記録する。

車両は、通常の速度で１Ａから、１Ｂを介して１Ｃまで到着する時に、フォトスイッチ１０が有効になり、ライト・カーテン・スイッチ５の状態により被検車両がコンテナートラックか、密封貨物車か判定し、且つ車両のタイプによって、様々なトリガー条件を採用する。車両が密封貨物車であれば、運転室が通過した後、制御系１０３によりアクセレータのエレクトロンガン３０７が電子ビームを照射するように制御し、該当電子ビームが加速チューブ３０５の電界で加速され、ターゲットに衝突した後、放射線ビームを生成し、密封貨物車の走査検査を行う。

一方、快速応答ライト・カーテン・スイッチ２により、車両が通路に入ったことを検出した後、制御系１０３は、上記ライト・カーテン・スイッチにより、コンテナートラックが通路１４を通過していることを判定すると、車両の運転室が検査領域を通過したのか検出し始め、通過信号を送信する。コンテナートラックの運転室が検査領域を通過した後、制御系１０３により、アクセレータのエレクトロンガン３０７が電子ビームを照射するように制御する。この電子ビームが加速チューブ３０５の電界で加速され、ターゲットに衝突した後、放射線ビームを生成して、コンテナートラックの走査検査を行う。

車両が走査の通路から離れると、車両のカウンターが１を低減し、制御系１０３により、アクセレータがオフの状態になり、或いはアクセレータのエレクトロンガンがオフの状態になる。通路内の車両カウンターが０でなければ、画像検査設備の全体は、スタンドバイの状態のままであり、通路内の車両数が０になると、システムが待機状態になる。

被検車両が通路１４を速やかに通過することができ、且つ被検の時に、運転手の安全を確保するので、システムは、運転室が通過した後、アクセレータに出束指令（エレクトロンガンにイネーブル信号）を送信し、且つイネーブル信号を受信した１００ｍｓ後に、アクセレータが安定のパルスビームを出射することを要求する。実験の検出のデータにより、アクセレータがエレクトロンガンのイネーブル信号を受信して四つのパルス（システムは２００Ｈｚで作動することによって、約２０ｍｓ）を経った後、安定のパルスビームを出射する。本アクセレータシステムを採用すると、車両の検査率が大幅に向上され、コンテナートラックの検査にかかる時間は元の２〜３分間から現在の１０秒以内に短縮して、且つシステムの設備コストが低減された。

上述の設備により、速やかに移動した目標を快速、安全また信頼に画像検査する。

本発明による移動目標に対する画像検査の方法及び画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法は、検出ユニットにより、コンテナートラックや、箱式貨物車などの目標が検査通路に入るか判定する第１の判定ステップＳ１０と、移動目標が通路に入った後、目標のうち保護の部分、例えば運転室部分が放射線の走査領域を通過するか判定する第２の判定ステップＳ１２と、保護すべき部分が放射線走査領域を離れた後、アクセレータをトリガーして、放射線ビームを出射し走査検査を行う走査像検出ステップＳ１４とを備えている。

また、第１の判定ステップは、移動目標が通路に入ったことを判定した後、放射線ビームを照射するためのアクセレータのマイクロ手段をトリガーして、マイクロ波を形成するステップＳ１１を更に備え、走査像検出ステップＳ１４は、アクセレータの電子ビーム照射手段をトリガーして、電子ビームを照射する（ステップＳ１３）。

本発明の実施例を例示し説明したが、本分野の当業者にとっては、本発明の趣旨を離れる範囲に、様々な変更を実施でき、本発明の保護範囲は、添付した請求範囲及びその同等物により限定されるものである。

本発明の実施例による車両の検査の設備のブロック図である。 本発明の実施例による車両の検査の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。 図１に示したアクセレータの模式ブロック図である。 本発明の移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法を示すフローである。

Claims (9)

1. 被検の移動目標が通路に入ったか否か検出するように構成された第１の検出ユニットと、
   前記第１の検出ユニットにより被検の移動目標が通路に入ったことを検出した後、移動目標のうち保護すべき部分が通路内の放射線走査領域を通過し且つ通過信号を生成したか否かを検出する第２の検出ユニットと、
   放射線ビームを照射して被検の移動目標を走査し検査する走査像検出手段と、
   前記第２の検出ユニットより受信した通過信号によって、走査像検出手段が放射線ビームを生成するように制御するための制御信号を形成する制御系とを備え、
   前記走査像検出手段は、アクセレータを更に備え、
   前記アクセレータは、マイクロ波電界を形成するように構成されたマイクロ波系と、
   電子ビームを照射するように構成された電子ビーム照射手段と、
   前記マイクロ波系で形成されたマイクロ波を受け入れてマイクロ波電界を形成し、且つ前記マイクロ波電界により、前記電子ビーム照射手段が生成した電子ビームを加速し、加速された電子ビームをターゲットに向けて、Ｘ射線ビームを生成する加速手段とを備え、
   前記制御系は、前記第１の検出ユニットにより検出された被検の移動目標が通路に入ったことを表す信号により、前記マイクロ波系を起動し作動させ、且つ、前記通過信号を受信した後、前記走査像検出手段が放射線ビームを照射するように制御するための前記制御信号を生成することを特徴とする移動目標の画像検査システム。
2. 前記電子ビーム照射手段は、エレクトロンガンの作動を許可するイネーブル信号により、トリガー同期信号を生成するエレクトロンガンのトリガー制御装置と、
   エレクトロンガンのトリガー制御手段で作成されたトリガー同期信号により、第１の高電圧パルスを形成するパルス装置と、
   前記第１の高電圧パルスにより電子ビームを照射するエレクトロンガンとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の移動目標の画像検査システム。
3. 前記マイクロ波系は、第２の高電圧パルスを形成するためのマイクロ波パルス装置と、
   前記第２の高電圧パルスを受け入れてマイクロ波を生成するマイクロ波ソースとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の移動目標の画像検査システム。
4. 前記制御信号は、前記マイクロ波電界が安定になった後に生成されることを特徴とする請求項１に記載の移動目標の画像検査システム。
5. 前記移動目標が車両であることを特徴とする請求項１に記載の移動目標の画像検査システム。
6. 前記保護すべき部分が運転室であることを特徴とする請求項５に記載の移動目標の画像検査システム。
7. 移動目標が通路に入ったか否かを判定する第１の判定ステップと、
   移動目標のうち保護すべき部分が、前記通路内の放射線走査領域を通過し且つ通過信号を生成したか否かをしたか否かを判定する第２の判定ステップと、
   保護すべき部分が放射線走査領域を通過したことを判定した後に、前記通過信号により走査像検出手段が放射線ビームを生成するように制御するための制御信号を形成し、前記通路に放射線ビームを照射して、前記保護すべき部分を避けるように前記移動目標を走査検査する走査像検出ステップと、
   第１の判定ステップの後に、移動目標が通路に入ったことを判定した後、放射線ビームを照射するための前記走査像検出手段が備えるアクセレータのマイクロ波系をトリガーして、マイクロ波を照射するステップとを備え、
   前記走査像検出ステップにおいて、該アクセレータの電子ビーム照射手段をトリガーして電子ビームを照射するステップを更に備えていることを特徴とする移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法。
8. 前記移動目標が車両であることを特徴とする請求項７に記載の移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法。
9. 前記保護すべき部分が運転室であることを特徴とする請求項７に記載の移動目標の画像検査を行う時の保護すべき部分を避ける方法。

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