CN212693641U - 一种飞点扫描装置及安检设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞点扫描装置及安检设备，其中飞点扫描装置包括：带有狭缝的斩波轮；用于驱动斩波轮旋转的旋转机构；用于发射X射线光束的X射线源；用于接收X射线源的X射线探测器；设置于X射线源和斩波轮之间的前置准直狭缝。本实用新型中通过驱动斩波轮做旋转运动，使得X射线源通过前置准直狭缝后，通过快速旋转的斩波轮产生极细X射线光束，进而产生对待扫描客体的某一维度方向(如Y方向)飞点扫描，同时通过待扫描客体和扫描平台的相对运动产生另一维度方向(如X方向)的一维扫描，从而最终实现进行对待扫描客体平面的扫描操作，进而实现X射线图像的快速重构成像，提高安检效率及准确率。

Description

一种飞点扫描装置及安检设备

技术领域

本实用新型属于安检技术领域，具体涉及一种飞点扫描装置及安检设备。

背景技术

最近几年，中国的电子商务发展迅猛有目共睹，也推进了物流快递行业的快速高效发展，网络与快递的结合给人们带来全新的便捷生活。2017年，我国的快递总量超过了400亿个，占据全球总量的一半。然而，随着物流快递行业井喷式的发展，并且不少快递企业都采用加盟式的经营方式，因此企业往往对于各网点在收件验视、分拨查验上难以做到滴水不漏。一些违法犯罪分子利用这新兴行业从事不法犯罪活动，犯罪成本低、风险性小、犯罪手段更隐蔽。例如毒品的贩运，犯罪分子往往通过在常规物品中夹带毒品的方式寄送快递，即使快递员进行收件验视也不易察觉；而***等违禁品，容易被化整为零，某一个零部件很难被发现是违禁品。***、毒品、***物等违禁品极易通过物流、快递渠道运输，对社会公共安全造成了极其严重的威胁。因此，物流快递行业加大对包裹的监管，对安全隐患的排查，显得十分紧迫。作为如今世界上快件数量第一的国家，针对物流快递的快速、全面、准确的安检技术有着极为重要的意义。

另一方面，边境地区往往伴随着大量的出入境人流以及进出口货物运输，除了需要管理与控制合法的出入境人流以外，还需要防控毒品、武器、甚至濒危动物及其制品或者其他违禁物品的走私。边境地区的管控是否完善，关系到保卫国家的主权与尊严，维持国家与地区的安全稳定，维护国家的经济利益与市场秩序。因此，对于出入境人员的随行行李、邮寄出入境的信件、包裹甚至是进出口的集装箱、货品，引入安检相关设备都是至关重要的。

X射线具有很强的穿透能力，其检测技术在安检和无损检测领域具有重要的应用。传统的安检及无损检测技术为X射线透视，基于物质对X射线的衰减原理。安检领域，毒品和***物均为低原子序数、低密度有机物，对X射线的衰减很弱，几乎是“透明的”，所以透视技术的探测效果很差。无损检测领域，透视对于小型零部件的检测效果较好，但是对于大型金属部件，由于强衰减效应，成像对比度较差，例如对航空部件表层的裂痕、损伤等的检测。因此，亟需发展新的检测技术来丰富违禁品查缉及无损检测的手段，提高检测的准确性和精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种飞点扫描装置，提高安检效率及准确率。

本实用新型的技术方案为：一种飞点扫描装置，包括：

带有狭缝的斩波轮；

用于驱动斩波轮旋转的旋转机构；

用于发射X射线光束的X射线源；

用于接收X射线源的X射线探测器；

设置于X射线源和斩波轮之间的前置准直狭缝；

其中，所述X射线源发射的X射线光束依次穿过前置准直狭缝以及旋转状态的斩波轮上的狭缝，实现X射线光束飞点扫描。

作为优选，所述X射线探测器为两个，两个X射线探测器之间存在狭缝，所述X射线探测器之间的狭缝、前置准直狭缝的中心以及X射线源处于同一轴线上，所述斩波轮的旋转中心偏离所述轴线。

作为优选，所述斩波轮上开设有若干个沿着径向分布的狭缝。

作为优选，所述斩波轮上狭缝以外的部位采用高原子序数材料进行屏蔽。

作为优选，所述旋转机构包括旋转轴以及驱动旋转轴旋转的驱动器件，所述斩波轮设置于旋转轴上。

本实用新型还提供了一种安检设备，包括：

用于承载待扫描客体且可与待扫描客体发生相对运动的扫描平台；

用于对扫描平台上的待扫描客体进行扫描且为上述的飞点扫描装置；

与X射线探测器通讯连接的控制器件。

作为优选，还包括用于对待扫描客体的位置进行感应的光电传感器，所述控制器件通过接收所述光电传感器的感应信息，控制旋转机构的驱动以及X射线探测器的扫描动作。

作为优选，还包括与控制器件通讯连接，且用于显示控制器件重构得到的待扫描客体的完整影像的显示器件。

作为优选，还包括与控制器件通讯连接，且用于自动识别待扫描客体中所包含的危险物品的自动识别器件。

作为优选，所述扫描平台包括支撑底座，相对布置于支撑底座上方的支撑顶板，及位于支撑底座和支撑顶板之间且用于连接所述支撑底座和支撑顶板的多个支撑侧板；所述支撑底座、支撑顶板以及支撑侧板之间的区域形成屏蔽区域，所述飞点扫描装置位于屏蔽区域之间，所述X射线探测器设置于所述支撑顶板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型中通过驱动斩波轮做旋转运动，使得X射线源通过前置准直狭缝后，通过快速旋转的斩波轮产生极细X射线光束，进而产生对待扫描客体的某一维度方向(如Y方向)飞点扫描，同时通过待扫描客体和扫描平台的相对运动产生另一维度方向(如X方向)的一维扫描，从而最终实现进行对待扫描客体平面的扫描操作，进而实现X射线图像的快速重构成像，提高安检效率及准确率。

附图说明

图1为本实用新型中一种安检设备的结构示意图。

图2为本实用新型中另一种安检设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

图1所示为本申请一实施例提供的一种安检设备的结构示意图。如图1所示，该安检设备包括扫描平台1以及飞点扫描装置，其中飞点扫描装置包括：旋转轴2、斩波轮3、X射线源4、前置准直狭缝5、X射线探测器6，旋转轴2竖直设置于扫描平台1上，斩波轮3设置于旋转轴2上；其中，扫描平台1包括由高原子序数材料制作的屏蔽结构，待扫描客体置于扫描平台1之上。当待扫描客体(例如车辆以及随车携带的物品)在扫描平台1上部运动时，斩波轮3随着旋转轴2的高速旋转而实现绕轴旋转运动进而实现对待扫描客体的飞点扫描，以实现快速的X射线背散射成像。

其中，X射线背散射成像检测是近年来发展起来的精密检测技术。基于康普顿散射原理，该技术对低密度有机物具有较高的灵敏度，能够有效检测毒品、***物等违禁品。由于射线源和探测器位于同侧，特别适合对大型物体进行检测，尤其是车辆及随车物品的在线无损精密检测。因此，大大提高了安检效率及准确率。在一实施例中，通过旋转轴2的高速旋转运动，可以带动位于旋转轴2上的斩波轮3对扫描平台1上端的待扫描客体平面进行Y轴方向的一维飞点扫描，同时通过待扫描客体和扫描平台的相对运动产生X轴方向的一维扫描，最终能够重构X射线背散射图像，实现快速检测。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取旋转轴2的不同运行速度，只要所选取的X射线源4产生的飞点能够满足待扫描客体二维平面扫描精度即可，本申请实施例对于旋转轴2的具体运行速度不做限定。

本实施例提供的一种安检设备，通过在扫描平台上竖直设置可以高速旋转的旋转轴，并且将扫描器件设置于旋转轴上，利用旋转轴在旋转运动过程中带动其上的斩波轮对扫描平台上端的待扫描客体进行飞点扫描操作，利用简单的结构快速实现对待扫描客体的二维平面扫描操作，从而实现快速的X射线背散射成像，提高安检效率及准确率。

在一实施例中，如图1所示，扫描平台1可以包括：支撑底座11、支撑顶板12、支撑侧板13；其中，支撑顶板12与支撑底座11对应设置且位于支撑底座11上方，支撑侧板13设置于支撑底座11和支撑顶板12之间并连接支撑顶板12与支撑底座11。通过支撑底座11、支撑顶板12以及支撑侧板13形成一个屏蔽结构，当待扫描客***于该屏蔽结构上方时，X射线源4和X射线探测器6可以通过斩波轮3的旋转对该待扫描客体进行快速扫描成像，并且在完成扫描后，该待扫描客体可以自由远离该结构。在一实施例中，扫描平台1可以包括四个支撑侧板13，该四个支撑侧板13分别设置于支撑底座11和支撑顶板12的四个面，以实现稳固支撑底座11和支撑顶板12。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的不同而选取支撑侧板13的数量和设置位置，只要所选取的支撑侧板13的数量和设置位置能够稳固支撑底座11和支撑顶板12且与支撑底座11和支撑顶板12形成屏蔽结构即可，本申请实施例对于支撑侧板13的具体数量和具体设置位置不做限定。

在一实施例中，如图1所示，支撑侧板13上可以设置驱动器件14，驱动器件14与旋转轴2连接，驱动器件14驱动旋转轴2做高速旋转运动。通过设置驱动器件14驱动旋转轴2做高速旋转运动，继而带动设置于旋转轴2上的斩波轮3做绕轴旋转运动并且对待扫描客体进行快速扫描成像。在一实施例中，驱动器件14可以为驱动电机等具有驱动能力的部件，但是应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的不同而选取不同的驱动器件14的具体结构，只要所选取的驱动器件14的具体结构能够驱动旋转轴2做高速旋转运动即可，本申请实施例对于驱动器件14的具体结构不做限定。

在一实施例中，如图1所示，驱动器件14与旋转轴2可以通过传动丝杆结构15连接。在支撑侧板13上设置传动丝杆结构15，旋转轴2一端与支撑侧板13通过传动丝杆结构连接，驱动器件14驱动旋转轴2做高速旋转运动。在另一实施例中，驱动器件14与旋转轴2可以通过齿轮结构连接。齿轮结构包括齿轮和齿条，齿轮与旋转轴2连接，驱动器件14驱动齿轮延齿条运动，从而带动旋转轴2做高速旋转运动。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的不同而选取驱动器件14与旋转轴2的不同连接结构，例如驱动器件14与旋转轴2可以通过凸轮等结构连接，只要所选取的驱动器件14与旋转轴2的连接结构能够实现旋转轴2做高速旋转运动即可，本申请实施例对于驱动器件14与旋转轴2的具体连接结构不做限定。

在一实施例中，如图1所示，斩波轮3开有4条径向分布的狭缝，狭缝以外区域用高原子序数材料进行屏蔽。X射线源4产生的锥形光束通过前置准直狭缝5之后形成扇形光束，然后再通过斩波轮3的狭缝之后形成飞点，进而在待扫描客体平面实现Y轴方向的一维扫描。但是应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的不同而选取斩波轮3的狭缝数量和设置位置，只要所选取的斩波轮3的狭缝数量和设置位置能够使得X射线源在待扫描客体平面上形成飞点扫描即可，本申请实施例对于斩波轮3的狭缝具体数量和具体设置位置不做限定。

在一实施例中，如图1所示，斩波轮3绕旋转轴2高速旋转。旋转轴和由X射线源、准直狭缝中心及X射线探测器中心狭缝形成的中心轴存在一定的偏离。使得X射线源4产生的锥形光束能够顺利通过斩波轮3的狭缝之后形成飞点。但是应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的不同而选取斩波轮3的旋转轴和中心轴之间的偏离距离，只要所选取的偏离距离能够使得X射线源在待扫描客体平面上形成飞点扫描即可，本申请实施例对于偏离距离具体设置不做限定。

在一实施例中，如图1所示，该飞点扫描装置可以包括至少两个X射线探测器6，两个所述X射线探测器6沿水平方向并列设置于所述扫描平台1上端，之间保留一个狭缝位置。在进一步的实施例中，该飞点扫描装置可以包括多个X射线探测器6。若增加X射线探测器6的数量可以扩大扫描范围，但会带来扫描数据采集电路复杂度增加、扫描效率降低。因此，本申请实施例通过设置2个X射线探测器6，可以在保证扫描的效率且不会因为X射线探测器6的数量过多而造成浪费。应当理解，本申请实施例也可以根据实际应用场景的不同而选取X射线探测器6的不同数量，只要所选取的X射线探测器6的数量能够满足扫描需求即可，本申请实施例对于X射线探测器6的具体数量不做限定。

在上述实施例中，X射线探测器6采用闪烁体探测原理方法，应当理解，本申请实施例也可以根据实际应用场景的不同而选取X射线探测器6的不同探测原理方法，只要所选取的X射线探测器6的探测原理方法能够满足X射线背散射扫描成像需求即可，本申请实施例对于X射线探测器6的具体探测原理方法不做限定。

图2所示为提供的另一种安检设备的结构示意图，如图2所示，所述待扫描客体7进入及远离扫描平台1的位置各设置一个光电传感器8。在本实施例中，选用光耦型光电传感器。当待扫描客体7进入及远离扫描平台1时，光电传感器8能提供相应的控制信息。应当理解，本申请实施例也可以根据实际应用场景的不同而选取光电传感器8的不同类型及数量，只要所选取的光电传感器8的类型及数量能够满足扫描需求即可，本申请实施例对于光电传感器8的具体类型及数量不做限定。

在一实施例中，如图2所示，该安检设备还可以包括与X射线探测器6通讯连接的控制器件9，用于将多个X射线探测器6所获取的扫描数据进行图像的融合重构操作，以得到待扫描客体7的完整影像，该控制器件9还可以通过接收光电传感器8的控制信息，进而控制驱动器件14的运转和X射线探测器6的扫描操作。应当理解，本申请实施例中可以将控制驱动器件14的运转和X射线探测器6的扫描操作的功能由额外的控制单元完成，例如分别设置于驱动器件14和X射线探测器6内部的控制单元，本申请实施例对此不做限定。

在一实施例中，如图2所示，该安检设备还可以包括与控制器件9通讯连接的显示器件10，用于显示控制器件9重构得到的待扫描客体7的完整影像。

在一实施例中，如图2所示，该安检设备还可以包括与控制器件9通讯连接的自动识别器件11，用于自动识别待扫描客体7中所包含的危险物品。在进一步的实施例中，该自动识别器件11可以包括神经网络模型，具体的，该神经网络模型可以包括深度学习神经网络模型，通过大量样本的训练，可以保证神经网络模型的自动识别精度，在人工查看的同时辅以自动识别，可以进一步提高检查的准确性，并且也能大幅降低人工的工作量。在一实施例中，该神经网络模型在训练的过程中，可以对训练样本(包括危险物品的待扫描客体的影像)进行旋转、裁剪等操作，以获取更多的训练样本，并且通过上述操作也能提高训练样本的广泛性，避免实际识别过程中由于部分遮挡或者放置角度的不同而无法识别，从而提高神经网络模型的识别精度。通过深度学习的训练，可以实现神经网络模型自动识别疑似危险物品，并标示出对应的疑似危险物品，以供人工复查，并且还可以将人工复查的结果作为训练样本对神经网络模型进行再次训练，以进一步提高自动识别的精度。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取自动识别的具体方法，例如也可以通过图像识别的方式将需要自动识别的物品提取并与危险品或违禁品的标准图像进行比对，从而获取待扫描客体中的危险品或违禁品，现有技术中已经有很多进行识别的方式，本申请实施例对于自动识别的具体方法不做限定。

本实施例中的安检设备可以包括至少一个上述的飞点扫描装置，通过在扫描平台上竖直设置可以高速旋转运动的旋转轴，并且将斩波轮设置于旋转轴上，利用旋转轴在旋转运动过程中带动其上的斩波轮绕轴旋转，使放置在斩波轮下端的X射线源通过前置准直狭缝后通过快速旋转的斩波轮产生极细X射线光束。进而产生对扫描平台上端的待扫描客体平面的Y轴方向做一维飞点扫描，同时通过待扫描客体和扫描平台的相对运动产生X轴方向的一维扫描。最终实现进行对待扫描客体平面的扫描操作，从而实现X射线图像的快速重构成像，提高安检效率及准确率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞点扫描装置，其特征在于，包括：

带有狭缝的斩波轮；

用于驱动斩波轮旋转的旋转机构；

用于发射X射线光束的X射线源；

用于接收X射线源的X射线探测器；

设置于X射线源和斩波轮之间的前置准直狭缝；

其中，所述X射线源发射的X射线光束依次穿过前置准直狭缝以及旋转状态的斩波轮上的狭缝，实现X射线光束飞点扫描。

2.如权利要求1所述的飞点扫描装置，其特征在于，所述X射线探测器为两个，两个X射线探测器之间存在狭缝，所述X射线探测器之间的狭缝、前置准直狭缝的中心以及X射线源处于同一轴线上，所述斩波轮的旋转中心偏离所述轴线。

3.如权利要求1或2所述的飞点扫描装置，其特征在于，所述斩波轮上开设有若干个沿着径向分布的狭缝。

4.如权利要求3所述的飞点扫描装置，其特征在于，所述斩波轮上狭缝以外的部位采用高原子序数材料进行屏蔽。

5.如权利要求4所述的飞点扫描装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转轴以及驱动旋转轴旋转的驱动器件，所述斩波轮设置于旋转轴上。

6.一种安检设备，其特征在于，包括：

用于承载待扫描客体且可与待扫描客体发生相对运动的扫描平台；

用于对扫描平台上的待扫描客体进行扫描且为如权利要求1～5任一所述的飞点扫描装置；

与X射线探测器通讯连接的控制器件。

7.如权利要求6所述的安检设备，其特征在于，还包括用于对待扫描客体的位置进行感应的光电传感器，所述控制器件通过接收所述光电传感器的感应信息，控制旋转机构的驱动以及X射线探测器的扫描动作。

8.如权利要求6或7所述的安检设备，其特征在于，还包括与控制器件通讯连接，且用于显示控制器件重构得到的待扫描客体的完整影像的显示器件。

9.如权利要求7所述的安检设备，其特征在于，还包括与控制器件通讯连接，且用于自动识别待扫描客体中所包含的危险物品的自动识别器件。

10.如权利要求6所述的安检设备，其特征在于，所述扫描平台包括支撑底座，相对布置于支撑底座上方的支撑顶板，及位于支撑底座和支撑顶板之间且用于连接所述支撑底座和支撑顶板的多个支撑侧板；所述支撑底座、支撑顶板以及支撑侧板之间的区域形成屏蔽区域，所述飞点扫描装置位于屏蔽区域之间，所述X射线探测器设置于所述支撑顶板上。

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