RU2430424C1 - System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object - Google Patents
System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430424C1 RU2430424C1 RU2010132629/11A RU2010132629A RU2430424C1 RU 2430424 C1 RU2430424 C1 RU 2430424C1 RU 2010132629/11 A RU2010132629/11 A RU 2010132629/11A RU 2010132629 A RU2010132629 A RU 2010132629A RU 2430424 C1 RU2430424 C1 RU 2430424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inspected object
- laser
- radiation
- radiation source
- zone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Группа изобретений относится к области контроля перемещающихся своим ходом транспортных средств и других подвижных объектов и может быть использована для досмотра с целью обнаружения скрытых предметов, веществ и материалов для обеспечения безопасности и надежности контроля.The group of inventions relates to the field of control of vehicles and other moving objects moving on their own and can be used for inspection in order to detect hidden objects, substances and materials to ensure the safety and reliability of control.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время существует большое количество способов, предназначенных для обеспечения безопасности и надежности контроля. Наибольшее распространение для решения такой задачи получили способы, основанные на применении рентгеновского излучения, гамма-излучения и нейтронов [1]. Среди этих способов самое широкое применение получили способы с использованием рентгеновского сканера [2], формирующего изображение инспектируемого объекта путем пропускания через него рентгеновского излучения и последующего его измерения. Однако возможности такой технологии ограничены, поскольку она наиболее эффективна только для обнаружения металлических предметов, в частности огнестрельного и другого оружия, поскольку рентгеновское излучение сильнее всего ослабляется плотными материалами с более высокими атомными номерами. Этим способом практически не различить органические и неорганические элементы, в частности взрывчатку или наркотики, от обычных, разрешенных органических веществ. Вторая группа способов, основанных на применении гамма-излучения [3], на практике ограничена высокой стоимостью и сложностью ускорителя частиц, ограниченной мощностью источника нейтронов и низкой эффективности детектирования гамма-излучения и, соответственно, невысокой скоростью сканирования. Третья группа способов, основанная на применении нейтронов [4], имеет высокую стоимость и ограниченную способность нейтронов проходить через массивные грузы, что снижает качество контроля.Currently, there are a large number of methods designed to ensure the safety and reliability of control. The most common methods for solving this problem are methods based on the use of x-rays, gamma radiation, and neutrons [1]. Among these methods, the most widely used methods are those using an X-ray scanner [2], which forms an image of an inspected object by transmitting X-ray radiation through it and then measuring it. However, the capabilities of this technology are limited, since it is most effective only for detecting metal objects, in particular firearms and other weapons, since X-ray radiation is most attenuated by dense materials with higher atomic numbers. In this way, it is practically impossible to distinguish between organic and inorganic elements, in particular explosives or drugs, from ordinary, permitted organic substances. The second group of methods based on the use of gamma radiation [3], in practice is limited by the high cost and complexity of the particle accelerator, the limited power of the neutron source and the low detection efficiency of gamma radiation and, accordingly, the low scanning speed. The third group of methods, based on the use of neutrons [4], has a high cost and limited ability of neutrons to pass through massive loads, which reduces the quality of control.
Кроме этого, общим и основным недостатком известных способов является невысокая пропускная способность, обычно не более 25-30 единиц в час. Все эти способы используют систему, в которой источник высокоэнергетического излучения, пучок которого объект пересекает в процессе сканирования, - система детектирования излучения в плоскости пучка, электронный тракт аналого-цифровых преобразователей и электронная система формирования теневого изображения. В ряде случаев перемещение инспектируемого объекта через плоскость пучка осуществляется либо с помощью специального устройства, входящего в состав системы, либо сама система перемещается в процессе сканирования относительно неподвижно стоящего объекта. Водитель на момент инспекции в таких системах покидает автотранспорт, что приводит к снижению пропускной способности.In addition, a common and main disadvantage of the known methods is the low throughput, usually not more than 25-30 units per hour. All these methods use a system in which the source of high-energy radiation, the beam of which the object crosses during the scanning process, is a radiation detection system in the plane of the beam, an electronic path of analog-to-digital converters and an electronic system for generating a shadow image. In some cases, the movement of the inspected object through the plane of the beam is carried out either using a special device that is part of the system, or the system itself moves during scanning relative to a stationary object. The driver leaves the vehicle at the time of inspection in such systems, which leads to a decrease in throughput.
Для более быстрого проведения контроля в ряде систем водитель не покидает кабины и все движение объекта осуществляется своим ходом, но в этом случае требуется обеспечение защиты водителя от излучения, что обеспечивается заездом перед началом сканирования автотранспорта на определенную позицию, в которой кабина водителя находится после плоскости пучка излучения. После фиксации данного положения дается команда на старт радиационного излучения и движения автотранспорта, кабина водителя при этом не сканируется. В этих системах достигается более высокая пропускная способность, исчисляемая до 60 единиц в час. Основными недостатками данных систем являются необходимость остановки транспортного средства перед началом сканирования, что существенно снижает пропускную способность, а неизбежная при этом неравномерность движения в процессе сканирования отрицательно сказывается уже и на качестве теневого изображения и, в целом, контроле досмотра.For faster control in a number of systems, the driver does not leave the cab and the entire movement of the object is carried out on its own, but in this case, the driver must be protected from radiation, which is ensured by checking before starting to scan vehicles to a certain position in which the driver’s cab is located after the beam plane radiation. After fixing this position, a command is given to start radiation radiation and vehicle traffic, while the driver’s cab is not scanned. These systems achieve a higher throughput of up to 60 units per hour. The main disadvantages of these systems are the need to stop the vehicle before the start of the scan, which significantly reduces throughput, and the inevitable uneven movement during the scan negatively affects the quality of the shadow image and, in general, inspection control.
Известны системы со значительным увеличением пропускной способности (до 200 единиц в час), оборудованных системами автоматического определения момента включения радиационного излучения без остановки транспортного средства, движущегося своим ходом [5-6]. Такие системы содержат автоматическую систему включения радиационного источника, соединенную с рядом датчиков, фиксирующих прохождение частью объекта, не требующей сканирования, зоны радиационного излучения.Known systems with a significant increase in throughput (up to 200 units per hour) equipped with systems for automatically detecting the moment when radiation is turned on without stopping a vehicle moving on its own [5-6]. Such systems include an automatic radiation source switching system, connected to a number of sensors that record the passage of a portion of the object that does not require scanning, the radiation zone.
Известна наиболее развитая среди известных система [7], в которой дополнительно используется устройство, регулирующее частоту импульсов радиационного источника, на основании данных о скорости объекта, полученных с помощью радара, что является важным при формировании теневого изображения, так как инспектируемые объекты при движении своим ходом могут двигаться с различными скоростями.The most developed system among the known ones is known [7], which additionally uses a device that controls the frequency of pulses of a radiation source based on data on the speed of the object obtained using the radar, which is important when forming a shadow image, since the inspected objects when moving on their own can move at different speeds.
Основным недостатком известной системы является ограниченность ее применения, поскольку такая система может быть использована применительно только к определенным видам транспортных средств, так как датчики в данной системе фиксируют лишь прохождение зоны излучения заданного, определенного линейного габарита объекта. Таким образом, данная система подходит только к объектам с одинаковыми линейными габаритами зоны, не подвергающейся излучению. К недостаткам данной системы, кроме указанных выше, относится также и недостаточно высокое качестве контроля досмотра, что связано с невозможностью системы учесть при формировании теневого изображения неравномерность движения объекта при прохождении им зоны радиационного сканирования, поскольку система фиксирует скорость перемещения объекта только на подходе инспектируемого объекта к зоне облучения и поэтому это сказывается на формировании теневого изображения.The main disadvantage of the known system is its limited application, since such a system can be used only for certain types of vehicles, since the sensors in this system record only the passage of the radiation zone of a given, certain linear dimension of the object. Thus, this system is suitable only for objects with the same linear dimensions of the non-radiation zone. The disadvantages of this system, in addition to the above, also include the insufficiently high quality of inspection control, which is associated with the inability of the system to take into account the irregularity of the object’s movement during the passage of the radiation scan zone when forming a shadow image, since the system records the object’s movement speed only at the approach of the inspected object to irradiation zone and therefore this affects the formation of a shadow image.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Заявленная группа изобретений свободна от указанных недостатков.The claimed group of inventions is free from these disadvantages.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение быстродействия и пропускной способности инспектируемых объектов, а также повышение безопасности и надежности системы досмотра и контроля.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the speed and throughput of the inspected objects, as well as to increase the safety and reliability of the inspection and control system.
Указанный технический результат является единым для всей группы заявленных изобретений.The specified technical result is uniform for the whole group of claimed inventions.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе досмотра грузов и транспортных средств, перемещающихся своим ходом, содержащей источник радиационного излучения с коллиматором, устройство управления источником радиационного излучения, портал с вертикальной и горизонтальной консолями и установленными на них детекторами излучения, причем вертикальные и горизонтальные детекторные консоли соединены между собой и расположены на стороне портала, противоположной источнику радиационного излучения, электронный тракт аналого-цифровых преобразователей (АЦП), электронное устройство формирования теневого изображения, которое соединено с детекторами через тракт АЦП, в соответствии с заявленным изобретением устройство управления источником радиационного излучения выполнено с использованием лазерных сканеров, один из которых расположен от зоны излучения на расстоянии, не менее длины максимально допустимого порталом габарита инспектируемого объекта в направлении его движения, и с разверткой луча в горизонтальной плоскости, другой лазерный сканер размещен в непосредственной близости от зоны облучения и с разверткой луча в вертикальной плоскости, соединенного с лазерными сканерами контроллера положения инспектируемого объекта по отношению к зоне облучения, определения части инспектируемого объекта, не подлежащей облучению, и включения-выключения источника излучения, контроллер соединен с электронным устройством формирования теневого изображения.The specified technical result is achieved by the fact that in the inspection system of goods and vehicles moving on their own, containing a radiation source with a collimator, a radiation source control device, a portal with vertical and horizontal consoles and radiation detectors installed on them, with vertical and horizontal detector the consoles are interconnected and located on the side of the portal opposite to the radiation source, the electronic path is analog -digital converters (ADC), an electronic device for generating a shadow image, which is connected to the detectors via the ADC path, in accordance with the claimed invention, the radiation source control device is made using laser scanners, one of which is located at least a distance from the radiation zone the maximum allowed portal size of the inspected object in the direction of its movement, and with a beam scan in a horizontal plane, another laser scanner is located in In the immediate vicinity of the irradiation zone and with a vertical scan of the beam connected to the laser scanners of the controller of the position of the inspected object in relation to the irradiation zone, determining the part of the inspected object that is not subject to irradiation, and turning the radiation source on and off, the controller is connected to an electronic device for generating a shadow Images.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что устройство управления источником радиационного излучения выполнено с использованием не менее двух лазерных сканеров.In addition, this technical result is achieved in that the control device for the radiation source is made using at least two laser scanners.
Помимо того, указанный технический результат достигается тем, что устройство управления источником радиационного излучения дополнительно содержит лазерный сканер с разверткой луча в горизонтальной плоскости, установленный на другой высоте по отношению к лазерному сканеру по п.1.In addition, the indicated technical result is achieved in that the radiation source control device further comprises a laser scanner with a horizontal scan of the beam, mounted at a different height with respect to the laser scanner according to
Кроме этого, указанный технический результат достигается тем, что устройство управления источником радиационного излучения содержит не менее двух лазерных сканеров с разверткой луча в горизонтальной плоскости, расположенные на разных высотах по отношению друг к другу.In addition, this technical result is achieved by the fact that the control device of the radiation source contains at least two laser scanners with a horizontal scan of the beam, located at different heights relative to each other.
Помимо этого, указанный технический результат достигается тем, что дополнительные лазерные сканеры размещены зеркально по отношению к зоне облучения.In addition, this technical result is achieved by the fact that additional laser scanners are placed mirrored with respect to the irradiation zone.
Вместе с тем, указанный технический результат достигается тем, что в качестве лазерного сканера используют лазерную измерительную систему (LMS) с углом сканирования 0-180°, с частотой сканирования не менее 50 Гц и с угловой дискретностью измерения не менее 1°.However, this technical result is achieved by the fact that a laser measuring system (LMS) with a scanning angle of 0-180 °, with a scanning frequency of at least 50 Hz and with an angular resolution of measurement of at least 1 ° is used as a laser scanner.
Помимо того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве лазерного сканера используют LMS фирмы "SICK".In addition, the specified technical result is achieved by the fact that as a laser scanner use LMS company "SICK".
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что электронное устройство формирования теневого изображения соединено с контроллером лазерного сканера.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that the electronic device for forming a shadow image is connected to the controller of the laser scanner.
Указанный технический результат достигается также заявленным способом автоматического радиоскопического контроля движущихся объектов и зоны радиационного сканирования, заключающимся во включении источника излучения при въезде инспектируемого объекта в зону облучения и при прохождении его части, не подлежащей облучению, и выключении источника облучения при полном прохождении инспектируемого объекта зоны облучения, в котором в соответствии с реализуемым на заявленной системе способом въезд инспектируемого объекта в зону облучения определяют лазерным сканированием в горизонтальной плоскости области пространства на въезде инспектируемого объекта, перемещающегося своим ходом, в зону его облучения, зону объекта, не подлежащей облучению определяют по наличию зазора между кабиной водителя и контейнером инспектируемого объекта путем лазерного сканирования в вертикальной плоскости перед зоной облучения, а по полученным результатам лазерных сканирований, поступивших на контроллер, фиксируют въезд инспектируемого объекта в зону облучения, а также прохождение его части, не подлежащей облучению, и его полный проезд зоны облученияThe specified technical result is also achieved by the claimed method of automatic radioscopic monitoring of moving objects and the radiation scanning zone, which consists in turning on the radiation source when the inspected object enters the irradiation zone and when passing its part not subject to irradiation, and turning off the radiation source when the inspected object in the irradiation zone is completely passed in which, in accordance with the method implemented on the claimed system, the inspection object is to enter the irradiation zone determined by laser scanning in the horizontal plane of the space at the entrance of the inspected object moving on its own into the zone of its exposure, the area of the object not subject to irradiation is determined by the presence of a gap between the driver's cab and the container of the inspected object by laser scanning in a vertical plane in front of the irradiation zone, and according to the results of laser scans received by the controller, the entry of the inspected object into the irradiation zone is recorded, as well as its passage through ty, not to be irradiated, and the full fare irradiation zone
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что зазор между кабиной водителя и контейнером инспектируемого объекта определяют по площади...профиля инспектируемого объекта, полученной по...результатам лазерного сканирования в вертикальной плоскости.In addition, the specified technical result is achieved in that the gap between the driver’s cab and the container of the inspected object is determined by the area ... of the profile of the inspected object obtained by ... the results of laser scanning in a vertical plane.
Указанный технический результат достигается также заявленным способом формирования теневого изображения инспектируемого объекта, заключающемся в формировании числовой матрицы изображения по данным системы детектирования излучения, которую используют для визуального получения теневого изображения, в которой в соответствии с реализуемым на заявленной системе способом при формировании числовой матрицы изображения дополнительно используют данные о положении инспектируемого объекта, полученных от лазерных сканеров, на основании которых производят вычисление соответствия относительного положения инспектируемого объекта и откликов детекторов, после чего производят пересчет данных, полученных с детекторов, в последовательность откликов, соответствующих одинаковому перемещению инспектируемого объекта между ними.The indicated technical result is also achieved by the claimed method for generating a shadow image of the inspected object, which consists in generating a numerical image matrix according to the data of the radiation detection system, which is used to visually obtain a shadow image, in which, in accordance with the method implemented on the claimed system, when additionally generating a numerical image matrix, data on the position of the inspected object received from laser scanners based on oryh produce matching calculation relative position of the inspected object and the response of detectors, whereupon conversion data obtained from the detectors in response sequence corresponding to an identical movement of the inspected object therebetween.
Помимо того, указанный технический результат достигается тем, что вычисление соответствия относительного положения инспектируемого объекта и откликов детекторов и пересчет данных, полученных с детекторов, в последовательность откликов, соответствующих одинаковому перемещению инспектируемого объекта между ними, осуществляют путем интерполяции с использованием значений частот лазерного и радиационного сканирований.In addition, the indicated technical result is achieved in that the calculation of the correspondence of the relative position of the inspected object and the responses of the detectors and the conversion of the data received from the detectors into a sequence of responses corresponding to the same movement of the inspected object between them is carried out by interpolation using the values of the frequencies of laser and radiation scans .
Заявленная система радиоскопического контроля движущихся объектов поясняется Фиг.1-4.The claimed system of radioscopic control of moving objects is illustrated in Fig.1-4.
На Фиг.1 представлены взаимное расположение основных элементов системы и положение инспектируемого объекта при его подъезде к зоне радиационного досмотра (Фиг.1,a - вид сбоку; Фиг.1,б - вид сверху). На Фиг.1 представлена проездная трасса (1), по которой перемещается инспектируемый объект (2), источник радиационного излучения (3) с коллиматором (4) располагается сбоку трассы (1); система детекторов излучения (5) располагается напротив источника излучения (3) с другой стороны трассы; первый лазерный сканер со сканированием луча в горизонтальной плоскости (6) установлен сбоку проездной трассы (1) на расстоянии от зоны излучения, превышающем максимально допустимый габарит инспектируемого объекта (2) в направлении движения, для обнаружения инспектируемого объекта (2) и его положения в процессе движения по проездной трассе (1); второй лазерный сканер со сканированием в вертикальной плоскости (7), поперечной проездной трассе (1), установлен над проездной трассой в непосредственной близости от зоны облучения для обнаружения части инспектируемого объекта (2), не подлежащей облучению.Figure 1 presents the relative position of the main elements of the system and the position of the inspected object when it approaches the radiation inspection area (Figure 1, a is a side view; Figure 1, b is a top view). Figure 1 shows the travel route (1) along which the inspected object (2) moves, the radiation source (3) with a collimator (4) is located on the side of the route (1); the system of radiation detectors (5) is located opposite the radiation source (3) on the other side of the path; the first laser scanner with scanning the beam in the horizontal plane (6) is installed on the side of the travel path (1) at a distance from the radiation zone exceeding the maximum permissible size of the inspected object (2) in the direction of movement to detect the inspected object (2) and its position in the process driving on the road (1); a second laser scanner with scanning in the vertical plane (7), the transverse travel path (1), is installed above the travel path in the immediate vicinity of the irradiation zone to detect a part of the inspected object (2) not subject to irradiation.
В качестве лазерных сканеров может использоваться лазерная измерительная система LMS фирмы "SICK". Данная система обладает высокой скоростью сканирования и высокой точностью определения расстояния. Для увеличения надежности и точности системы первый лазерный сканер (6) может дублироваться дополнительным лазерным сканером, сканирующим в горизонтальной плоскости на другом уровне. Также дополнительные лазерные сканеры могут устанавливаться зеркально по отношению к зоне облучения. В этом случае в системе достигается возможность сканирования инспектируемых объектов (2), движущихся в обоих направлениях по проездной трассе (1).As laser scanners, the laser measuring system LMS from SICK can be used. This system has a high scanning speed and high accuracy in determining the distance. To increase the reliability and accuracy of the system, the first laser scanner (6) can be duplicated by an additional laser scanner scanning in a horizontal plane at another level. Also, additional laser scanners can be installed mirror-image in relation to the irradiation zone. In this case, the system achieves the ability to scan inspected objects (2) moving in both directions along the travel route (1).
На Фиг.2. представлена блок-схема взаимосвязи всех элементов системы, на которой показано соединение системы детектирования (5) с электронным трактом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (8) и его соединение с электронным устройством формирования теневого изображения (9), а также соединение контроллера (10) со всеми основными элементами системы.Figure 2. a block diagram of the relationship of all elements of the system is shown, which shows the connection of the detection system (5) with the electronic path of the analog-to-digital converter (ADC) (8) and its connection with the electronic device for forming a shadow image (9), as well as the connection of the controller (10 ) with all the basic elements of the system.
В процессе работы взаимодействие основных элементов системы может быть описано следующим образом. Первый лазерный сканер (6) работает непрерывно, сканируя область пространства на въезде в зону облучения. Результаты каждого сканирования - расстояния до инспектируемых объектов, встречающихся на лазерном луче, пределах угла сканирования с дискретным шагом по углу (LMS фирмы "SICK" обеспечивают угол сканирования до 180° с шагом по углу до 1/4°). Данные каждого лазерного скана в виде массива чисел (для LMS фирмы "SICK" при угле сканирования 180° размерность массива данных одного скана - до 720 чисел) по интерфейсу RS-422 передаются лазерным сканером в контроллер (10). Обработка данных в контроллере (10) производится в несколько этапов. На первом этапе в последующую обработку отбираются только те данные, которые соответствуют расположению объекта в пределах проездной трассы. При отсутствии таких данных контроллер (10) фиксирует отсутствие инспектируемого объекта (2) и, соответственно, не проводит вычисление его положения. При появлении данных, свидетельствующих о наличии инспектируемого объекта (2), контроллер (10) фиксирует его появление и начинает вычислять для каждого лазерного сканирования соответствующее относительное положение движущегося инспектируемого объекта (2).In the process, the interaction of the main elements of the system can be described as follows. The first laser scanner (6) operates continuously, scanning the area of space at the entrance to the irradiation zone. The results of each scan are the distances to the inspected objects encountered on the laser beam, the limits of the scan angle with a discrete step in the angle (SMS LMSs provide a scan angle of up to 180 ° with a step in the angle of up to 1/4 °). The data of each laser scan in the form of an array of numbers (for LMS from SICK with a scanning angle of 180 ° the dimension of the data array of one scan is up to 720 numbers) via the RS-422 interface is transmitted by a laser scanner to the controller (10). Data processing in the controller (10) is carried out in several stages. At the first stage, only those data that correspond to the location of the object within the travel route are selected for subsequent processing. In the absence of such data, the controller (10) detects the absence of the inspected object (2) and, accordingly, does not calculate its position. When data indicating the presence of the inspected object (2) appears, the controller (10) records its appearance and begins to calculate for each laser scan the corresponding relative position of the moving inspected object (2).
Алгоритм вычисления положения инспектируемого объекта (2) зависит от его положения относительно центра лазерного сканирования.The algorithm for calculating the position of the inspected object (2) depends on its position relative to the center of the laser scan.
Возможны следующие варианты положения инспектируемого объекта (2) относительно лазерного сканера, показанные на Фиг.3:The following options are possible for the position of the inspected object (2) relative to the laser scanner, shown in Figure 3:
1. Инспектируемый объект (2) находится перед лазерным сканером (Фиг.3,а).1. The inspected object (2) is located in front of the laser scanner (Figure 3, a).
2. Инспектируемый объект (2) находится напротив лазерного сканера (Фиг.3,б).2. The inspected object (2) is located opposite the laser scanner (Figure 3, b).
3. Инспектируемый объект (2) находится за лазерным сканером (Фиг.3,в).3. The inspected object (2) is located behind the laser scanner (Figure 3, c).
В каждом случае на профиле лазерного сканирования выделяются крайние точки инспектируемого объекта (2). Для дальнейшей обработки используются крайние точки в профиле, наиболее близкие к центру лазерного сканирования и близлежащие к ним. Используя координаты центра лазерного сканирования относительно плоскости зоны облучения и радиальные координаты относительно центра сканирования, выбранных для обработки точек профиля, контроллер (10) вычисляет относительные координаты данных точек в декартовой системе координат, где координата «X» соответствует направлению движения, а координата «У» - направлению, поперечному проездной трассе (1). Далее, при вариантах 1 и 3, Х-координаты выбранных точек, близлежащих к крайней, усредняются, полученное значение соответствует относительной координате положения объекта относительно плоскости зоны облучения.In each case, the extreme points of the inspected object are highlighted on the laser scanning profile (2). For further processing, the extreme points in the profile are used that are closest to and adjacent to the center of the laser scan. Using the coordinates of the center of the laser scan relative to the plane of the irradiation zone and the radial coordinates relative to the center of the scan selected for processing the profile points, the controller (10) calculates the relative coordinates of these points in the Cartesian coordinate system, where the “X” coordinate corresponds to the direction of motion, and the “Y” coordinate - direction transverse to the travel route (1). Further, with
При расположении инспектируемого объекта (2) во втором варианте относительной координате положения объекта соответствует Х-координата выбранной крайней точки.With the location of the inspected object (2) in the second embodiment, the relative coordinate of the position of the object corresponds to the X-coordinate of the selected extreme point.
Как видно из Фиг.3, в первом варианте наиболее явно фиксируется положение передней части инспектируемого объекта, а в третьем - задней его части. Только во втором варианте на профиле лазерного сканирования явно определяются передняя и задняя части инспектируемого объекта. Поэтому данная фаза определения положения инспектируемого объекта (2) используется также для определения полных габаритов объекта в направлении его движения. Эти данные могут быть использованы для определения момента включения, когда заранее известна длина зоны объекта, не подлежащая облучению.As can be seen from Figure 3, in the first embodiment, the position of the front of the inspected object is most clearly fixed, and in the third - the back of it. Only in the second version, the front and rear parts of the inspected object are clearly defined on the laser scanning profile. Therefore, this phase of determining the position of the inspected object (2) is also used to determine the overall dimensions of the object in the direction of its movement. These data can be used to determine the moment of inclusion, when the length of the zone of the object, not subject to irradiation, is known in advance.
Точность определения положения инспектируемого объекта (2) и обнаружение зазора зависят от технических характеристик лазерных сканеров. Достигаемые параметры при использование LMS фирмы "SICK" с частотой сканирования 50 Гц и дискретизацией по углу в 1° представлены в таблице.The accuracy of determining the position of the inspected object (2) and the detection of the gap depend on the technical characteristics of the laser scanners. Achievable parameters using SICK LMS with a scanning frequency of 50 Hz and sampling at an angle of 1 ° are presented in the table.
Второй лазерный сканер (7) включается на сканирование только при обнаружении инспектируемого объекта (2) на проездной трассе (1) с помощью первого лазерного сканера (6). Работает он аналогично первому лазерному сканеру (6), получаемые данные лазерного сканирования передаются по интерфейсу RS-422 в контроллер (10).The second laser scanner (7) is turned on for scanning only if an inspected object (2) is detected on the travel route (1) using the first laser scanner (6). It works similarly to the first laser scanner (6), the received laser scan data is transmitted via the RS-422 interface to the controller (10).
Первичная обработка данных в контроллере (10) заключается в вычитании принимаемых данных из массива данных, соответствующего отсутствию инспектируемого объекта (2) в плоскости лазерного сканирования данного сканера. Таким образом, формируется профиль инспектируемого объекта (2) относительно земли, соответствующий данному скану. При отсутствии инспектируемого объекта (2) в плоскости (когда профиль равен нулю) дальнейшая обработка данных не производится, и контроллер (10) ждет данных следующего скана. При появлении инспектируемого объекта (2) (когда профиль отличен от нуля) контроллер (10) проводит первичную обработку для нескольких последующих сканов с целью подтверждения входа инспектируемого объекта (2) в зону лазерного сканирования. Если последующие сканирования подтвердили вход инспектируемого объекта (2), то в последующих данных контроллер (10) проводит анализ профиля инспектируемого объекта (2) на предмет выявления конца зоны, не подлежащей облучения. В частности, для грузового автотранспорта данный профиль анализируется на определение зазора между кабиной водителя и перевозимым грузом (контейнером) (Фиг.4), где представлены наиболее характерные профили сканирования: на Фиг.4,а - без инспектируемого объекта; на Фиг.4,б - кабина водителя; на Фиг.4,в - зазор между кабиной водителя и перевозимым контейнером и на Фиг.4,г - перевозимый контейнер. В этом случае критерием для обнаружения зазора может служить площадь полученного профиля. При появлении профиля с площадью, менее заданного определенного значения, контроллер (10) фиксирует данное сечение исследуемого объекта (2) как зазор между кабиной водителя и перевозимым грузом. С этого момента контроллер (10) начинает использовать данные о положении инспектируемого объекта (2), фиксируя данные о положении инспектируемого объекта (2) в момент обнаружения зазора как исходные.The primary data processing in the controller (10) consists in subtracting the received data from the data array corresponding to the absence of the inspected object (2) in the laser scanning plane of this scanner. Thus, the profile of the inspected object (2) is formed relative to the ground, corresponding to this scan. In the absence of the inspected object (2) in the plane (when the profile is zero), no further data processing is performed, and the controller (10) waits for the data of the next scan. When the inspected object (2) appears (when the profile is non-zero), the controller (10) performs initial processing for several subsequent scans in order to confirm the entrance of the inspected object (2) into the laser scanning zone. If subsequent scans confirmed the entrance of the inspected object (2), then in the subsequent data, the controller (10) analyzes the profile of the inspected object (2) to identify the end of the zone not subject to radiation. In particular, for trucks, this profile is analyzed to determine the gap between the driver’s cabin and the cargo (container) being transported (Figure 4), which shows the most typical scanning profiles: in Figure 4, a - without an inspected object; figure 4, b - the driver's cab; figure 4, in - the gap between the driver's cab and the transported container and figure 4, g - transported container. In this case, the criterion for detecting the gap may be the area of the obtained profile. When a profile with an area less than a predetermined specific value appears, the controller (10) fixes this section of the object under study (2) as a gap between the driver’s cabin and the cargo being transported. From this moment, the controller (10) begins to use data on the position of the inspected object (2), recording data on the position of the inspected object (2) at the moment of detection of the gap as the source.
Используя известное значение расстояния между плоскостью лазерного сканирования и плоскостью облучения, контроллер (10) в дальнейшем определяет момент прохождения зазором плоскости облучения и выдает команду на включение источника радиационного излучения (3). После чего контроллер (10) продолжает обрабатывать данные лазерного сканера с целью определения момента полного прохождения инспектируемым объектом (2) зоны облучения и выработки команды на выключение источника радиационного излучения (3). Алгоритм в данном случае аналогичен описанному выше. Возможен также алгоритм, вырабатывающий команду выключения источника излучения без использования лазерного сканера на основе только данных о положении объекта.Using the known value of the distance between the laser scanning plane and the irradiation plane, the controller (10) further determines the moment the gap passes through the irradiation plane and issues a command to turn on the radiation source (3). After that, the controller (10) continues to process the data of the laser scanner in order to determine the moment when the inspected object (2) completely passes through the irradiation zone and generates a command to turn off the radiation source (3). The algorithm in this case is similar to that described above. An algorithm is also possible that generates a command to turn off the radiation source without using a laser scanner based on only data on the position of the object.
Заявленная система реализуется новым способом формирования теневого изображения, позволяющего учесть неравномерность движения объекта в процессе радиационного сканирования. Это достигается тем, что при построении теневого изображения используются данные о положении инспектируемого объекта (2) относительно плоскости облучения в процессе его сканирования. В процессе радиационного сканирования, начинающегося с момента включения источника радиационного излучения (3), электронное устройство формирования теневого изображения (9) принимает и буферизует данные от системы детектирования (5) по электронному тракту АЦП (8) и контроллера (10). После окончания радиационного сканирования устройство формирования теневого изображения (9) производит обработку полученных данных и формирует теневое изображения в виде числовой матрицы.The claimed system is implemented by a new method of forming a shadow image, allowing to take into account the uneven movement of the object in the process of radiation scanning. This is achieved by the fact that when constructing a shadow image, data are used on the position of the inspected object (2) relative to the irradiation plane during its scanning. In the process of radiation scanning, starting from the moment the radiation source (3) is turned on, the electronic shadow imaging device (9) receives and buffers data from the detection system (5) via the ADC electronic path (8) and the controller (10). After the radiation scan is completed, the shadow image forming device (9) processes the received data and generates the shadow image in the form of a numerical matrix.
Обработка данных основывается на том факте, что данные, поступающие в электронную систему формирования изображения (9), имеют временную привязку, определяемую частотами радиационного и лазерного сканирований. Таким образом, данные радиационных сканирований (последовательность массивов оцифрованных откликов детекторов) по времени разделены между собой одинаковым промежутком времени, определенным заданной частотой радиационного сканирования. Это позволяет для каждого детектора построить зависимость его отклика от времени, начиная с момента начала радиационного сканирования.Data processing is based on the fact that the data entering the electronic imaging system (9) have a time reference determined by the frequencies of radiation and laser scans. Thus, the data of radiation scans (a sequence of arrays of digitized responses of detectors) are separated by the same time interval determined by the specified frequency of radiation scanning. This allows for each detector to build the dependence of its response on time, starting from the moment the radiation scan begins.
Аналогично может быть построена временная зависимость положения инспектируемого объекта (2), исходя из частоты лазерного сканирования, на основе которой строится обратная зависимость - время от положения инспектируемого объекта (2), начиная с момента начала радиационного сканирования. При этом могут быть использованы процедуры сглаживания и интерполяции данных. Результаты такой обработки сводят в таблицу, в которой каждому перемещению инспектируемого объекта (2) на заданное фиксированное расстояние соответствует временная координата. Далее с помощью этой таблицы, используя методы интерполяции, преобразуют данные откликов детекторов. Для каждого детектора строится новый массив данных, в которых отклик соответствует заданному фиксированному перемещению объекта. Совокупность, преобразованных данных откликов детекторов формирует числовую матрицу теневого изображения. Описанный алгоритм реализуется электронной системой формирования теневого изображения (9).Similarly, the time dependence of the position of the inspected object (2) can be constructed based on the frequency of the laser scan, on the basis of which the inverse relationship is constructed - the time from the position of the inspected object (2), starting from the moment the radiation scan begins. In this case, data smoothing and interpolation procedures can be used. The results of such processing are summarized in a table in which each movement of the inspected object (2) for a given fixed distance corresponds to a time coordinate. Then, using this table, using the interpolation methods, they convert the response data of the detectors. For each detector, a new data array is constructed in which the response corresponds to a given fixed movement of the object. The set of transformed response data of the detectors forms a numerical matrix of the shadow image. The described algorithm is implemented by the electronic system for forming a shadow image (9).
Технико-экономическая эффективность заявленной группы изобретений состоит в повышении быстродействия и пропускной способности системы, а также повышении безопасности, надежности и точности досмотра инспектируемых объектов за счет конструктивного исполнения системы, реализуемого на ее основе способа досмотра, в котором предусмотрено определение зоны, не подлежащей облучению, а также нового способа формирования числовой матрицы теневого изображения и формирования теневого изображения, позволяющего учесть неравномерность движения объекта в процессе радиационного сканирования.The technical and economic efficiency of the claimed group of inventions consists in increasing the speed and throughput of the system, as well as increasing the safety, reliability and accuracy of inspection of inspected objects due to the structural design of the system, implemented on the basis of the inspection method, which provides for the determination of the zone not subject to radiation, as well as a new method of forming a numerical matrix of a shadow image and forming a shadow image, allowing to take into account the uneven movement The object during scanning radiation.
Список использованной литературыList of references
1. Hussein Е., 1992; Gozani Т., 1997; An J. etc, 2003.1. Hussein E., 1992; Gozani T., 1997; An J. etc, 2003.
2. Патент РФ №2284511.2. RF patent No. 2284511.
3. Патент РФ №2297623.3. RF patent No. 2297623.
4. Патент РФ №2239821.4. RF patent No. 2239821.
5. Patent US No.7,688, 945 B2.5. Patent US No.7,688, 945 B2.
6. Patent US No.7,352, 844 B1.6. Patent US No. 7,352, 844 B1.
7. Patent US No.7,492,861 B2 (US Appl. No.2008/0089476 A1; WO 2005/098401) (прототип).7. Patent US No.7,492,861 B2 (US Appl. No.2008 / 0089476 A1; WO 2005/098401) (prototype).
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132629/11A RU2430424C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132629/11A RU2430424C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2430424C1 true RU2430424C1 (en) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010132629/11A RU2430424C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2430424C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608341C1 (en) * | 2013-11-14 | 2017-01-17 | Тсинхуа Юниверсити | Multi-energy multi-dose accelerators, fast control systems and fast control methods |
| RU2610930C2 (en) * | 2012-05-21 | 2017-02-17 | Мб Телеком Лтд. | Road and railway transport non-intrusive inspection method and system |
| RU2632582C1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-10-06 | Ньюктек Компани Лимитед | Method and system of quick vehicle examination |
| RU2638911C2 (en) * | 2013-12-30 | 2017-12-18 | Ньюктек Компани Лимитед | System for formation of x-ray fluoroscopic image |
| RU2657354C2 (en) * | 2013-12-30 | 2018-06-13 | Ньюктек Компани Лимитед | X-ray fluoroscopic imaging system |
| RU2698117C2 (en) * | 2015-12-23 | 2019-08-22 | Ньюктек Компани Лимитед | Scanning method, scanning system and radiation scanning controller |
| RU2716039C1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ИСБ.А" (ООО "ИСБ.А") | System for inspecting self-propelled vehicles, including cargoes, passengers and driver in vehicles, method for automatic radioscopic monitoring of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object |
-
2010
- 2010-08-02 RU RU2010132629/11A patent/RU2430424C1/en active
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610930C2 (en) * | 2012-05-21 | 2017-02-17 | Мб Телеком Лтд. | Road and railway transport non-intrusive inspection method and system |
| US9772427B2 (en) | 2013-11-14 | 2017-09-26 | Tsinghua University | Multiple-power multiple-dosage accelerators, rapid examination systems and rapid examination methods thereof |
| RU2608341C1 (en) * | 2013-11-14 | 2017-01-17 | Тсинхуа Юниверсити | Multi-energy multi-dose accelerators, fast control systems and fast control methods |
| RU2657354C2 (en) * | 2013-12-30 | 2018-06-13 | Ньюктек Компани Лимитед | X-ray fluoroscopic imaging system |
| RU2638911C2 (en) * | 2013-12-30 | 2017-12-18 | Ньюктек Компани Лимитед | System for formation of x-ray fluoroscopic image |
| US10337960B2 (en) | 2015-12-04 | 2019-07-02 | Nuctech Company Limited | Method and system for fast inspecting vehicle based on measured lengths |
| RU2632582C1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-10-06 | Ньюктек Компани Лимитед | Method and system of quick vehicle examination |
| US10527525B2 (en) | 2015-12-04 | 2020-01-07 | Nuctech Company Limited | Method and system for fast inspecting vehicle based on measure lengths |
| RU2698117C2 (en) * | 2015-12-23 | 2019-08-22 | Ньюктек Компани Лимитед | Scanning method, scanning system and radiation scanning controller |
| US10495776B2 (en) | 2015-12-23 | 2019-12-03 | Nuctech Company Limited | Scan method, scan system and radiation scan controller |
| US10578765B2 (en) | 2015-12-23 | 2020-03-03 | Nuctech Company Limited | Scan method, scan system and radiation scan controller |
| RU2716039C1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ИСБ.А" (ООО "ИСБ.А") | System for inspecting self-propelled vehicles, including cargoes, passengers and driver in vehicles, method for automatic radioscopic monitoring of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object |
| WO2020139162A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | Obshhestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost`Yu "Isb.A" (Ooo "Isb.A") | System for screening vehicles and method of radioscopic control of moving objects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2430424C1 (en) | System for inspecting cargo and self-propelled transportation vehicles, method for automatic radioscopic inspection of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object | |
| US10527525B2 (en) | Method and system for fast inspecting vehicle based on measure lengths | |
| EP0991916B1 (en) | Straddle inspection system | |
| US8295433B2 (en) | Cargo and vehicle inspection system | |
| US9128198B2 (en) | Time of flight backscatter imaging system | |
| JP4701290B2 (en) | Radiation imaging inspection method and radiation imaging inspection system for moving body | |
| US7317782B2 (en) | Radiation scanning of cargo conveyances at seaports and the like | |
| AU2003291288B2 (en) | X-Ray backscatter mobile inspection van | |
| EP3035245B1 (en) | Vehicle type recognition method and fast vehicle checking system using the same method | |
| CN105022095B (en) | Quick-pass type mobile target radiation inspection method and system | |
| GB2420682A (en) | Shipping container inspection system with CT scanning function | |
| RU2716039C1 (en) | System for inspecting self-propelled vehicles, including cargoes, passengers and driver in vehicles, method for automatic radioscopic monitoring of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object | |
| US7477725B2 (en) | Computed examination of an object by using coherent-scattered radiation | |
| RU2668508C1 (en) | Load and self-propelled vehicle screening system, and method of automatic radioscopic control of moving objects for determination of a radiation scanning area in system of planning | |
| CN115668001A (en) | Vehicle inspection using image information control | |
| US20150346363A1 (en) | Method and System for Detecting and Identifying Radioactive Materials | |
| CN117191833A (en) | Object scanning device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130905 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150126 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171019 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20150126 Effective date: 20180831 |