X射線車輛檢測系統(tǒng)詳細(xì)介紹

X射線車輛檢測系統(tǒng)技術(shù)

方

案1產(chǎn)品組成、系統(tǒng)說明、主要技術(shù)性能指標(biāo)1?1概述我公司于2018年自主研制了基于X射線的車輛透視成像檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)以自動檢測為主，人工查驗(yàn)為輔。自動檢測方面以智能模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建整套檢測流程，使車輛在行駛中即可檢查，可清晰判別車輛的裝載情況。車輛透視成像自動檢測系統(tǒng)需滿足以下技術(shù)要求：GBZ143-2015貨物/車輛輻射檢查系統(tǒng)的放射保護(hù)要求GBZ117-2006工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)IEC60336-2005醫(yī)療電氣設(shè)備醫(yī)療診斷用X射線管組件.焦點(diǎn)的特性GB2423-89，電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程IEC61000-4電磁兼容GB/T17626-1998電磁兼容1.2系統(tǒng)組成及工作原理本系統(tǒng)是由欄桿機(jī)、車輛分離器（光柵）、X光射線機(jī)、X光探測器（成像器）、車牌拍攝攝像機(jī)、車身掃描攝像機(jī)、控制與顯示終端等組成。如圖所示?！?】前置欄桿機(jī)【2】車牌拍攝攝像機(jī)【3】X射線機(jī)【4】中部光柵【5】控制柜【6】車身掃描攝像機(jī)【7】初始光柵【8】成像器【9】尾部光柵系統(tǒng)的設(shè)備均安裝于安全島前部，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，占地小，安裝與維護(hù)方便。系統(tǒng)控制邏輯如下圖所示：利用X光射線透射成像原理生成透視圖像，由射線裝置發(fā)出的扇形射線透過車輛及裝載的貨物，被安裝在另一側(cè)的成像器接收。由于各種物品不同部位的密度不同，對X射線的吸收程度不同，造成了成像器輸出的信號強(qiáng)度不同，將成像器輸出信號經(jīng)圖像處理后即可生成車輛裝載的物品的輪廓和形態(tài)相關(guān)的圖像，從而區(qū)分是否有可疑危險品情況，達(dá)到檢查目的。1.3系統(tǒng)的主要功能車輛自動檢測系統(tǒng)具備以下功能：被檢車輛通過檢測通道時在不停車狀態(tài)下，對車廂裝載貨物進(jìn)行透視檢查；對被檢車廂掃描后，同時產(chǎn)生車輛外部信息圖像和X射線透視信息圖像，并自動計(jì)算車輛的裝載率，提供給檢測人員，并可詳細(xì)分析與區(qū)分車廂內(nèi)貨物情況；提供X射線透視圖像，清晰顯示出車廂內(nèi)混裝狀況，同步提示檢測人員進(jìn)行驗(yàn)證；自動識別被掃描車輛的車牌信息，包括車牌號碼，顏色等，識別正確率可達(dá)到95%以上；對檢測數(shù)據(jù)、判斷結(jié)果自動按檢測員登錄信息存儲，供后期調(diào)用、分析；提供標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)試及數(shù)據(jù)傳輸；掃描車身的圖像及透照車廂貨物的圖像可存儲；1.4系統(tǒng)的工作流程本系統(tǒng)的工作流程分為以下步驟：1、在自動情況下，綠色指示燈亮，車輛準(zhǔn)備進(jìn)入檢測區(qū)。2、車輛壓前地感線圈，前欄桿機(jī)自動抬起，車輛可以進(jìn)入檢測區(qū)域。3、當(dāng)車輛通過后地感線圈后，前欄桿機(jī)自動落下，在本車輛沒有完成檢測前，阻止其他車輛進(jìn)入檢測區(qū)域。4、當(dāng)車輛擋住1號光柵時，車牌識別攝像機(jī)拍攝車頭照片，并自動識別車牌號碼、車輛行駛速度，同時射線機(jī)的紅色指示燈亮，提醒工作人員注意高壓已開啟。5、當(dāng)車輛擋住2號光柵時，啟動側(cè)面攝像機(jī)開始拍攝側(cè)面照片，同時啟動X光源電源（紅色指示燈亮，但不產(chǎn)生X光），使X光檢測系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。6、當(dāng)車輛擋住3號光柵時，車頭已駛離x光源2~3米距離，確保駕駛室不受X光照射，黃色指示燈亮仃光開啟），X光光源隨車輛前行開始對車箱進(jìn)行掃描。7、當(dāng)車尾駛離2號光柵時，X光結(jié)束對車箱的掃描，關(guān)閉X光源，關(guān)閉黃色警示燈，同時結(jié)束側(cè)面拍攝。8、當(dāng)車尾駛離3號光柵時，關(guān)閉X光電源（高壓），同時關(guān)閉紅色警示燈。9、車輛駛離收費(fèi)亭后，收費(fèi)員按“確認(rèn)”鍵，系統(tǒng)復(fù)位，方可許可進(jìn)入下一輛車檢測。1.5系統(tǒng)的主要指標(biāo)X射線源子系統(tǒng)：管電壓160kv（最大160kv）、管電流0.3~1.2mA,電壓與電流均無級可調(diào)。X透照圖像采集子系統(tǒng)：有效長度2400mm、像素值<2.5mm掃描車輛時間<5s（15km/h的行駛速度）被掃描車輛最大尺寸：寬3.5m，高4.5m，長度不限（依據(jù)車道安全島的長度）檢測速度：3~15km/h檢測方式：司機(jī)自駕車通過檢測通道，系統(tǒng)自動避讓駕駛室后檢測車廂安全可靠：主動避讓駕駛室檢測項(xiàng)目：車廂負(fù)載情況以及混裝貨物位置等（1）實(shí)時顯示車廂內(nèi)部情況（2）自動判別貨物位置情況1.6關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)指標(biāo)1.6.1X光射線機(jī)機(jī)X光射線機(jī)是有一體化射線機(jī)、電源組件、高壓器件、光閘、空調(diào)、機(jī)殼、支架及輻射防護(hù)等模塊組成。如圖所示。X光射線機(jī)現(xiàn)場正面圖X光機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖X光射線機(jī)的正面與背面均采用開門模式，空調(diào)安裝在背門上，內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用了模塊化結(jié)構(gòu)（如電源與控制組件、高壓器件、一體化射線機(jī)等），非常便于維護(hù)。機(jī)殼內(nèi)部也進(jìn)行了隔熱和防輻射處理。根據(jù)被檢貨物或者車輛的材質(zhì)、長度、透照方式選擇X射線機(jī)的能量范圍：焦點(diǎn)尺寸：標(biāo)稱值不大于0.8mm（依照IEC60336-2005標(biāo)準(zhǔn)）X光扇形輻射角度：83。5.0°匯聚窗口輻射角度：不大于65。1.78°電流電壓：高壓＜60kV，電流＜1.2mA，連續(xù)無級可調(diào)射線管壽命：＞6000小時外觀結(jié)構(gòu)：一體化緊湊結(jié)構(gòu)，密封油冷，外置風(fēng)扇散熱電源電壓：230VAC+/-10%,50/60Hz電源電流：＜2A工作溫度與濕度：-40°C~70C,＜95%無凝結(jié)）觸發(fā)方式：RS232通信方式，遠(yuǎn)程軟件控制觸發(fā)1.6.2X射線探測器根據(jù)貨物及檢測要求和檢測條件：探測器類型：線陣列探測器高度：＞2.4米分辨率：＜2.5mm電壓：12VAD轉(zhuǎn)換精度：16位數(shù)據(jù)通信速率：1000Mbps信噪比：＞30000欄傳輸方式：使用TCP/IP協(xié)議千兆網(wǎng)快速傳輸數(shù)據(jù)采用一體化設(shè)計(jì)，不銹鋼殼體密封，防潮防塵力矩電機(jī)、正炫連桿機(jī)構(gòu)起落時間0.91.2秒額定電壓：AC220V額定功率：80W頻率：5060Hz運(yùn)行壽命：〉500萬次提供各種控制與通訊接口，可掛接信號燈、車輛檢測器等控制方式：按鈕、遙控器、開關(guān)量機(jī)箱用高強(qiáng)度鋼板加工，表面采用桔黃色或桔紅色烤漆處理，永不褪色靈敏度：九級可調(diào)檢測精度：〉99.%感應(yīng)范圍：70?1000PH響應(yīng)時間：150ms1.6.4車頭抓拍攝像機(jī)鏡頭：二300萬像素傳感器類型：CMOS最小照度：0.01Lux@（F1.2,AGCON）快門：1/15秒至1/100,000秒鏡頭接口類型：C/CS接口自動光圈：DC驅(qū)動視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)：H.264/MJPEG壓縮輸出碼率：32Kbps?16Mbps圖像格式：JPEG幀率：15fps（1600X1200）抓拍圖片格式：采用JPEG編碼，圖片質(zhì)量可設(shè)支持車牌識別（可對抓拍圖片中的機(jī)動車號牌號碼進(jìn)行識別）、車型識別、車輛檢測閃光燈自動光控、時控可選，支持多種補(bǔ)光方式：獨(dú)立閃、不閃、頻閃等工作溫度和濕度：-30°C~70°C，濕度小于90%（無凝結(jié)）電源供應(yīng)：DC12V±10%外觀表面應(yīng)無銹蝕，圖層剝落，毛刺氣泡，劃痕沙孔等現(xiàn)象；機(jī)械結(jié)構(gòu)、緊固件應(yīng)無松動；各機(jī)械轉(zhuǎn)動部分應(yīng)靈活，鎖定可靠；各種標(biāo)志清晰。線圈方式觸發(fā)：可對監(jiān)視區(qū)域內(nèi)行駛的機(jī)動車通過線圈觸發(fā)拍抓記錄1張車輛全景圖像。外殼防護(hù)等級：符合GB4208-2008中IP6X等級的規(guī)定。1.6.5車身掃描攝像機(jī)車身掃描圖像采用線性相機(jī)系統(tǒng)，包含1臺掃描相機(jī)和2個條形光源，條形光源為掃描相機(jī)提供夜間掃描環(huán)境。在設(shè)備開始對車輛檢測時，觸發(fā)該攝像機(jī)抓拍車輛側(cè)身圖像。車輛側(cè)身實(shí)時圖像與車輛側(cè)面X光透照圖像是檢測系統(tǒng)中的兩個非常關(guān)鍵的圖像，通過對比分析兩個圖像，可判斷出被檢車輛裝載情況。掃描攝像機(jī)所生成的圖像僅有車身表面的特征情況，無背景圖像。魚眼鏡頭，可調(diào)節(jié)焦距、光圈分辨率：2048x1最大行頻：3.4kHz（為避免低速拖尾，行頻會下調(diào)）像素尺寸:7.04Pm輸出格式：GigeE尺寸：62x48x48mm電源：5V光源：LED線性光源2個1.6.6光柵傳感器光柵是位于沿行車方向左右收費(fèi)島頭兩側(cè)的一對發(fā)光裝置。根據(jù)整體系統(tǒng)的使用環(huán)境以及系統(tǒng)運(yùn)行流程，采用3套光柵傳感系統(tǒng)。防護(hù)等級不低于IP65，*工作距離：最大25m（E.G=1）光束間距：20mm或40mm（對應(yīng)的分辨率為30mm或50mm）掃描時間：每束光50us，1ms數(shù)據(jù)處理時間車輛檢測輸出：NPN1，150mA30VDCN/O故障報(bào)警輸出：NPN2，150mA30VDC加熱玻璃，支持除霧、除霜功能電源：24VDC+/-10%電纜：國際標(biāo)準(zhǔn)M12-8Pin接插件，PUR屏蔽電纜支持反極性保護(hù)，過壓保護(hù)、過流保護(hù)、輸出短路保護(hù)工作環(huán)境溫度：-40C到80C,最大濕度：0-95%RH;光柵采用丙烯酸鏡頭抗光干擾性能：4,0000LUX干擾光+5度入射角1"6"9圖像處理系統(tǒng)圖像軟件直觀、系統(tǒng)檢測過程中無需工作人員操作，帶有提示報(bào)警、歷史查詢、打印表格等功能，可查詢歷史車輛的過往情況。主界面顯示系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)（自動、手動）、車輛位置，車速等信息；查詢界面中包含牌號、時間、結(jié)果、判定結(jié)果、車型、入口、出口、收費(fèi)結(jié)果、免稅金額、補(bǔ)交金額、檢驗(yàn)員等信息?？蛇x擇固定時間或固定檢驗(yàn)員進(jìn)行表格的生成。原始圖像存儲格式采用his格式，并能轉(zhuǎn)換通用、標(biāo)準(zhǔn)的圖像存儲格式；被存儲的圖像將保存車輛側(cè)身實(shí)時圖像、X光透照圖像、車頭圖像、車牌號碼、判斷結(jié)果、收費(fèi)金額等信息。1.7輻射與安全參考以下標(biāo)準(zhǔn)：■電磁輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)，GB18871-2002■工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，GBZ117-2006■集裝箱檢查系統(tǒng)放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，GBZ143-2015■在綠色通道的前方樹立指示牌：一禁止行人通行一X射線車輛檢測通道一禁止大型客車通行——車一桿，請等候■標(biāo)注輻射危險區(qū)域在車道上采用黃色實(shí)線劃出監(jiān)督區(qū)域（）■在安全島上設(shè)立警示牌:一設(shè)備工作期間，請勿進(jìn)入檢測區(qū)域1.8X光圖像應(yīng)用實(shí)例以下圖片是我公司設(shè)備在現(xiàn)場采集的X光圖像:1、廂式貨車內(nèi)裝載冬瓜、黃瓜、青瓜、絲瓜、蔬菜類2、廂式貨車內(nèi)裝載蔬菜類3、廂式貨車內(nèi)裝載生姜類4、廂式貨車內(nèi)裝載蘋果（桃子、梨、橘子）類5、廂式貨車內(nèi)裝載龍眼、荔枝類6、廂式貨車內(nèi)裝載西瓜7、貨車內(nèi)裝載鮮活水產(chǎn)品8、貨車內(nèi)裝載活禽類9、貨車內(nèi)裝載鮮肉類1.9系統(tǒng)特點(diǎn)檢查速度快：被檢車輛以3~30km/h的速度行駛通過，幾秒鐘內(nèi)完成檢測。標(biāo)準(zhǔn)貨車的檢測速度v5s（按15km/h的速度行駛）自動化程度高:利用X光透視檢測模式自動檢測，不需要人工干預(yù)自動智能分析：以智能模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建整套檢測流程，使車輛在行駛中即可檢查，可自動判別報(bào)檢車輛情況安全性:系統(tǒng)中只允許有一輛車在待檢區(qū)域，前、后欄桿為互鎖標(biāo)識標(biāo)線：如禁止大客車和行人進(jìn)入X射線車道、輻射監(jiān)督區(qū)域鄰道防護(hù)擋板，保護(hù)相鄰車道輻射安全先進(jìn)性：達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平系統(tǒng)采用了國際主流的一體化化射線機(jī)和線陣CMOS的成像器，使得透視成像的圖像質(zhì)量比同類產(chǎn)品高采用自動出束控制技術(shù)，大大地延長了射線管的使用壽命，可達(dá)到8000小時以上標(biāo)準(zhǔn)的采用：目前國內(nèi)沒有關(guān)于X光的車輛透視成像檢測設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，公司制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，正在會同行業(yè)管理部門起草國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于射線機(jī)采用國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60336-2005關(guān)于輻射安全部分，參考國家標(biāo)準(zhǔn)GBZ143-2015關(guān)于設(shè)備電磁兼容部分，參考國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4和國內(nèi)GB/T17626-1998可靠性：采用了自動出束控制技術(shù)的X光射線管，連續(xù)使用可達(dá)8000小時以上。按照車輛檢測系統(tǒng)的使用情況，壽命將會更長。系統(tǒng)和產(chǎn)品均采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可24小時全天候運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，占地面積小，直接安裝于安全島上產(chǎn)品采用模塊化結(jié)