一种多视角航空集装箱安全检查系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及辐射检测技术领域，公开了一种多视角航空集装箱安全检查系统及方法，所述系统包括用于承载集装箱的转台，以及射线发生装置，用于产生透射集装箱的射线束，该射线束透射集装箱后被扫描装置接收；扫描装置，用于接收透射集装箱射线束的透射数据，并将获取的透射数据发送给主控及数据处理计算机；主控及数据处理计算机，用于提供人机交互界面，将接收自扫描装置的透射数据重建为图像并显示。利用本发明专利技术，能够实现对航空集装箱的快速安全检查，大大提高了航空集装箱的安全检查效率，满足了航空港对大量货物快速进行安全检查的需要，有效解决了透视图像物品相互叠加的问题，提高了对物品检查的准确率，非常有利于对违禁品的检查。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辐射检测
，尤其涉及。
技术介绍
安全检查在反对恐怖主义、打击贩毒走私等领域具有十分重要的意义。在2001年美国911事件之后，世界各国对民用航空的安全检查越来越重视。同时随着打击贩毒走私的深入展开，对各种货物安全检查的要求也越来越高。在机场、车站、海关和码头等公共场所，采取了一系列安全检查措施对旅客行李物品、货物集装箱等进行检查。计算机断层成像(Computed Tomography，CT)技术在医疗诊断和工业无损检测领域应用广泛，随着社会的发展，它在公共安全和社会保障的需求也逐渐增加。在广泛应用的CT扫描系统中，以圆轨道的扫描方式居多。这种扫描方式要求的机械结构较为简单，在工程上容易实现，同时相应的重建算法成熟可靠。在圆轨道的扫描系统中，一般多采用扇形束或锥形束X-CT方式，相应的探测器分别为线阵或面阵探测器，X射线源-探测器对相对于物体转台旋转中心对称放置。在利用CT扫描系统对大体积的物体进行CT断层扫描时，一般可行的方法是采用旋转+平移的扫描方式，即检查对象绕中心轴旋转，射线源探测器沿平行于旋转轴的方向运动。对于横截面较大的物体，如果希望精确重建，就需要进行大量角度的投影，导致安全检查的速度很慢，效率也很低，而且很多数据有可能并不是用户所关心的。因此，这样的CT扫描系统对于每天都需要对大量货物进行安全检查的航空港来说是不现实的。另外，对于透视成像，如果在与射线束平行方向有多个物品，则在图像中物品是相互叠加的，一般情况下很难准确分辨物品，给违禁品的检查带来很大的困难。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的一种多视角航空集装箱安全检查系统，包括用于承载集装箱的转台，该系统还包括射线发生装置，用于产生透射集装箱的射线束，该射线束透射集装箱后被扫描装置接收；扫描装置，用于接收透射集装箱射线束的透射数据，并将获取的透射数据发送给主控及数据处理计算机；主控及数据处理计算机，用于提供人机交互界面，将接收自扫描装置的透射数据重建为图像并显示。所述射线发生装置为X射线加速器射线源。所述扫描装置包括数据采集装置，用于将接收自射线发生装置的射线束转化为电信号，并将转化的电信号发送给图像获取装置；图像获取装置，用于接收数据采集装置发送的电信号，将接收的电信号发送给主控及数据处理计算机；传送装置，用于将集装箱传送到转台，并在检查结束后将集装箱运离转台；回转装置，用于固定转台上的集装箱与转台同步运行；扫描升降装置，用于承载射线发生装置和探测器同步升降。所述数据采集装置包括探测器阵列和测量装置。所述传送装置包括转台两端的航空箱传送装置和用于与机场运输设备进行过渡传送的升降传送装置。所述回转装置为在回转工作台或转台上安装的集装箱传送装置。所述扫描升降装置为两组升降平台，分别安装有射线发生装置和数据采集装置。所述升降平台进一步安装有水平准直器。所述扫描装置进一步包括辐射防护装置，用于对设备和操作人员进行安全隔离和保护。该系统进一步包括扫描控制装置，用于根据接收自主控及数据处理计算机的指令向扫描装置发送控制指令，控制扫描装置对集装箱进行扫描。一种多视角航空集装箱安全检查方法，应用于包括转台、射线发生装置、扫描装置和主控及数据处理计算机的多视角航空集装箱安全检系统，该方法包括A、扫描装置扫描获取转台承载集装箱的多视角投影数据，并将获取的多视角投影数据发送给主控及数据处理计算机；B、主控及数据处理计算机将接收的多视角投影数据重建为图像并显示。步骤A中所述扫描装置扫描获取转台承载集装箱的多视角投影数据包括A1、启动系统，射线发生装置产生射线束透射转台承载的集装箱，并沿竖直方向向上运动，扫描装置接收透射转台承载集装箱的投影数据；A2、射线发生装置运动到顶点，转台承载集装箱转动一定角度，射线发生装置透射转台承载物品并沿竖直方向向下运动，扫描装置接收透射转台承载集装箱的投影数据；A3、重复执行步骤A2，直至转台承载集装箱转动一周，数据采集装置接收透射转台承载集装箱的全部投影数据。步骤A1中所述扫描装置接收透射转台承载集装箱的投影数据时，沿射线发生装置运动的方向与射线发生装置同步运行。步骤A2中所述转台承载集装箱转动至少15度的角度。步骤B中所述主控及数据处理计算机采用滤波反投影算法FBP将接收的多视角投影数据重建为图像，重建过程包括B1、对接收的多视角投影数据进行滤波；B2、对滤波处理后的多视角投影数据进行反投影。所述步骤B1包括假设Fp(ρ，θ)为多视角投影数据在与数据采集单元接收平面平行方向上的一维傅立叶变换，根据公式Mθ(t)=∫-∞+∞Fp(ρ,θ)|ρ|e2πjρtdρ]]>对接收的多视角投影数据进行滤波处理，得到对多视角投影数据的滤波处理结果；所述步骤B2包括假设 为重建的图像，根据公式f^(x,y)=∫0πdθ∫-∞+∞Mθ(t)δ(xcosθ+ysinθ-t)dt]]>对滤波处理结果进行反投影处理，得到多视角投影数据的重建图像。步骤B中所述主控及数据处理计算机采用最大期望值EM算法将接收的多视角投影数据重建为图像，重建过程包括B1′、计算条件似然函数的期望值；B2′、计算期望函数的最大值。所述EM算法的具体计算过程包括(1)假设x为重建的图像，aij为投影矩阵系数，初始化m=0,x^m]]>为正值；(2)进行下面步骤，直到收敛a)x1=x^m]]>，m＝m+1；b)计算投影值μti=Σj=1Jatjxij,t∈Si,]]>c)对投影值反投影，xji+1=xijΣt∈Siytatjμtj/Σt∈Siatj,j=1,2,...,J;]]> d)得到x^m=x′.]]>步骤B所述主控及数据处理计算机采用有序子集统计算法OSEM将接收的多视角投影数据重建为图像，重建过程包括(1)假设x为重建的图像，aij为投影矩阵系数，初始化m=0,x^m]]>为正值；(2)进行下面步骤，直到收敛a)x1=x^m]]>，m＝m+1；b)对于每个子集i＝1，2，...，n，计算投影值μti=Σj=1Jatjxij,t∈Si,]]>对投影值进行反投影xji+1=xijΣt∈Siytatjμtj/Σt∈Siatj,j=1,2,...,J;]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多视角航空集装箱安全检查系统，包括用于承载集装箱的转台，其特征在于，该系统还包括：射线发生装置，用于产生透射集装箱的射线束，该射线束透射集装箱后被扫描装置接收；扫描装置，用于接收透射集装箱射线束的透射数据，并将获取的透射数据发送给主控及数据处理计算机；主控及数据处理计算机，用于提供人机交互界面，将接收自扫描装置的透射数据重建为图像并显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，陈志强，康克军，胡海峰，邢宇翔，段新辉，肖永顺，赵自然，李元景，刘以农，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]