X射线车辆检测系统详细介绍

X射线车辆检测系统技术

方

案1产品组成、系统说明、主要技术性能指标1・1概述我公司于2018年自主研制了基于X射线的车辆透视成像检测系统，该系统以自动检测为主，人工查验为辅。自动检测方面以智能模型为基础，构建整套检测流程，使车辆在行驶中即可检查，可清晰判别车辆的装载情况。车辆透视成像自动检测系统需满足以下技术要求：GBZ143-2015货物/车辆辐射检查系统的放射保护要求GBZ117-2006工业X射线探伤放射卫生防护标准GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准IEC60336-2005医疗电气设备医疗诊断用X射线管组件.焦点的特性GB2423-89，电工电子产品基本环境试验规程IEC61000-4电磁兼容GB/T17626-1998电磁兼容1.2系统组成及工作原理本系统是由栏杆机、车辆分离器（光栅）、X光射线机、X光探测器（成像器）、车牌拍摄摄像机、车身扫描摄像机、控制与显示终端等组成。如图所示。【1】前置栏杆机【2】车牌拍摄摄像机【3】X射线机【4】中部光栅【5】控制柜【6】车身扫描摄像机【7】初始光栅【8】成像器【9】尾部光栅系统的设备均安装于安全岛前部，采用模块化结构设计，占地小，安装与维护方便。系统控制逻辑如下图所示：利用X光射线透射成像原理生成透视图像，由射线装置发出的扇形射线透过车辆及装载的货物，被安装在另一侧的成像器接收。由于各种物品不同部位的密度不同，对X射线的吸收程度不同，造成了成像器输出的信号强度不同，将成像器输出信号经图像处理后即可生成车辆装载的物品的轮廓和形态相关的图像，从而区分是否有可疑危险品情况，达到检查目的。1.3系统的主要功能车辆自动检测系统具备以下功能：被检车辆通过检测通道时在不停车状态下，对车厢装载货物进行透视检查；对被检车厢扫描后，同时产生车辆外部信息图像和X射线透视信息图像，并自动计算车辆的装载率，提供给检测人员，并可详细分析与区分车厢内货物情况；提供X射线透视图像，清晰显示出车厢内混装状况，同步提示检测人员进行验证；自动识别被扫描车辆的车牌信息，包括车牌号码，颜色等，识别正确率可达到95%以上；对检测数据、判断结果自动按检测员登录信息存储，供后期调用、分析；提供标准以太网接口，可以实现远程监控、调试及数据传输；扫描车身的图像及透照车厢货物的图像可存储；1.4系统的工作流程本系统的工作流程分为以下步骤：1、在自动情况下，绿色指示灯亮，车辆准备进入检测区。2、车辆压前地感线圈，前栏杆机自动抬起，车辆可以进入检测区域。3、当车辆通过后地感线圈后，前栏杆机自动落下，在本车辆没有完成检测前，阻止其他车辆进入检测区域。4、当车辆挡住1号光栅时，车牌识别摄像机拍摄车头照片，并自动识别车牌号码、车辆行驶速度，同时射线机的红色指示灯亮，提醒工作人员注意高压已开启。5、当车辆挡住2号光栅时，启动侧面摄像机开始拍摄侧面照片，同时启动X光源电源（红色指示灯亮，但不产生X光），使X光检测系统进入准备状态。6、当车辆挡住3号光栅时，车头已驶离x光源2~3米距离，确保驾驶室不受X光照射，黄色指示灯亮仃光开启），X光光源随车辆前行开始对车箱进行扫描。7、当车尾驶离2号光栅时，X光结束对车箱的扫描，关闭X光源，关闭黄色警示灯，同时结束侧面拍摄。8、当车尾驶离3号光栅时，关闭X光电源（高压），同时关闭红色警示灯。9、车辆驶离收费亭后，收费员按“确认”键，系统复位，方可许可进入下一辆车检测。1.5系统的主要指标X射线源子系统：管电压160kv（最大160kv）、管电流0.3~1.2mA,电压与电流均无级可调。X透照图像采集子系统：有效长度2400mm、像素值<2.5mm扫描车辆时间<5s（15km/h的行驶速度）被扫描车辆最大尺寸：宽3.5m，高4.5m，长度不限（依据车道安全岛的长度）检测速度：3~15km/h检测方式：司机自驾车通过检测通道，系统自动避让驾驶室后检测车厢安全可靠：主动避让驾驶室检测项目：车厢负载情况以及混装货物位置等（1）实时显示车厢内部情况（2）自动判别货物位置情况1.6关键设备技术指标1.6.1X光射线机机X光射线机是有一体化射线机、电源组件、高压器件、光闸、空调、机壳、支架及辐射防护等模块组成。如图所示。X光射线机现场正面图X光机内部结构图X光射线机的正面与背面均采用开门模式，空调安装在背门上，内部结构采用了模块化结构（如电源与控制组件、高压器件、一体化射线机等），非常便于维护。机壳内部也进行了隔热和防辐射处理。根据被检货物或者车辆的材质、长度、透照方式选择X射线机的能量范围：焦点尺寸：标称值不大于0.8mm（依照IEC60336-2005标准）X光扇形辐射角度：83。5.0°汇聚窗口辐射角度：不大于65。1.78°电流电压：高压＜60kV，电流＜1.2mA，连续无级可调射线管寿命：＞6000小时外观结构：一体化紧凑结构，密封油冷，外置风扇散热电源电压：230VAC+/-10%,50/60Hz电源电流：＜2A工作温度与湿度：-40°C~70C,＜95%无凝结）触发方式：RS232通信方式，远程软件控制触发1.6.2X射线探测器根据货物及检测要求和检测条件：探测器类型：线阵列探测器高度：＞2.4米分辨率：＜2.5mm电压：12VAD转换精度：16位数据通信速率：1000Mbps信噪比：＞30000栏传输方式：使用TCP/IP协议千兆网快速传输数据采用一体化设计，不锈钢壳体密封，防潮防尘力矩电机、正炫连杆机构起落时间0.91.2秒额定电压：AC220V额定功率：80W频率：5060Hz运行寿命：〉500万次提供各种控制与通讯接口，可挂接信号灯、车辆检测器等控制方式：按钮、遥控器、开关量机箱用高强度钢板加工，表面采用桔黄色或桔红色烤漆处理，永不褪色灵敏度：九级可调检测精度：〉99.%感应范围：70〜1000PH响应时间：150ms1.6.4车头抓拍摄像机镜头：二300万像素传感器类型：CMOS最小照度：0.01Lux@（F1.2,AGCON）快门：1/15秒至1/100,000秒镜头接口类型：C/CS接口自动光圈：DC驱动视频压缩标准：H.264/MJPEG压缩输出码率：32Kbps〜16Mbps图像格式：JPEG帧率：15fps（1600X1200）抓拍图片格式：采用JPEG编码，图片质量可设支持车牌识别（可对抓拍图片中的机动车号牌号码进行识别）、车型识别、车辆检测闪光灯自动光控、时控可选，支持多种补光方式：独立闪、不闪、频闪等工作温度和湿度：-30°C~70°C，湿度小于90%（无凝结）电源供应：DC12V±10%外观表面应无锈蚀，图层剥落，毛刺气泡，划痕沙孔等现象；机械结构、紧固件应无松动；各机械转动部分应灵活，锁定可靠；各种标志清晰。线圈方式触发：可对监视区域内行驶的机动车通过线圈触发拍抓记录1张车辆全景图像。外壳防护等级：符合GB4208-2008中IP6X等级的规定。1.6.5车身扫描摄像机车身扫描图像采用线性相机系统，包含1台扫描相机和2个条形光源，条形光源为扫描相机提供夜间扫描环境。在设备开始对车辆检测时，触发该摄像机抓拍车辆侧身图像。车辆侧身实时图像与车辆侧面X光透照图像是检测系统中的两个非常关键的图像，通过对比分析两个图像，可判断出被检车辆装载情况。扫描摄像机所生成的图像仅有车身表面的特征情况，无背景图像。鱼眼镜头，可调节焦距、光圈分辨率：2048x1最大行频：3.4kHz（为避免低速拖尾，行频会下调）像素尺寸:7.04Pm输出格式：GigeE尺寸：62x48x48mm电源：5V光源：LED线性光源2个1.6.6光栅传感器光栅是位于沿行车方向左右收费岛头两侧的一对发光装置。根据整体系统的使用环境以及系统运行流程，采用3套光栅传感系统。防护等级不低于IP65，*工作距离：最大25m（E.G=1）光束间距：20mm或40mm（对应的分辨率为30mm或50mm）扫描时间：每束光50us，1ms数据处理时间车辆检测输出：NPN1，150mA30VDCN/O故障报警输出：NPN2，150mA30VDC加热玻璃，支持除雾、除霜功能电源：24VDC+/-10%电缆：国际标准M12-8Pin接插件，PUR屏蔽电缆支持反极性保护，过压保护、过流保护、输出短路保护工作环境温度：-40C到80C,最大湿度：0-95%RH;光栅采用丙烯酸镜头抗光干扰性能：4,0000LUX干扰光+5度入射角1"6"9图像处理系统图像软件直观、系统检测过程中无需工作人员操作，带有提示报警、历史查询、打印表格等功能，可查询历史车辆的过往情况。主界面显示系统当前状态（自动、手动）、车辆位置，车速等信息；查询界面中包含牌号、时间、结果、判定结果、车型、入口、出口、收费结果、免税金额、补交金额、检验员等信息。可选择固定时间或固定检验员进行表格的生成。原始图像存储格式采用his格式，并能转换通用、标准的图像存储格式；被存储的图像将保存车辆侧身实时图像、X光透照图像、车头图像、车牌号码、判断结果、收费金额等信息。1.7辐射与安全参考以下标准：■电磁辐射防护与辐射源安全基本标准，GB18871-2002■工业X射线探伤放射卫生防护标准，GBZ117-2006■集装箱检查系统放射卫生防护标准，GBZ143-2015■在绿色通道的前方树立指示牌：一禁止行人通行一X射线车辆检测通道一禁止大型客车通行——车一杆，请等候■标注辐射危险区域在车道上采用黄色实线划出监督区域（）■在安全岛上设立警示牌:一设备工作期间，请勿进入检测区域1.8X光图像应用实例以下图片是我公司设备在现场采集的X光图像:1、厢式货车内装载冬瓜、黄瓜、青瓜、丝瓜、蔬菜类2、厢式货车内装载蔬菜类3、厢式货车内装载生姜类4、厢式货车内装载苹果（桃子、梨、橘子）类5、厢式货车内装载龙眼、荔枝类6、厢式货车内装载西瓜7、货车内装载鲜活水产品8、货车内装载活禽类9、货车内装载鲜肉类1.9系统特点检查速度快：被检车辆以3~30km/h的速度行驶通过，几秒钟内完成检测。标准货车的检测速度v5s（按15km/h的速度行驶）自动化程度高:利用X光透视检测模式自动检测，不需要人工干预自动智能分析：以智能模型为基础，构建整套检测流程，使车辆在行驶中即可检查，可自动判别报检车辆情况安全性:系统中只允许有一辆车在待检区域，前、后栏杆为互锁标识标线：如禁止大客车和行人进入X射线车道、辐射监督区域邻道防护挡板，保护相邻车道辐射安全先进性：达到了国内领先水平系统采用了国际主流的一体化化射线机和线阵CMOS的成像器，使得透视成像的图像质量比同类产品高采用自动出束控制技术，大大地延长了射线管的使用寿命，可达到8000小时以上标准的采用：目前国内没有关于X光的车辆透视成像检测设备的标准，公司制定了自己的企业标准，正在会同行业管理部门起草国家行业标准关于射线机采用国际标准IEC60336-2005关于辐射安全部分，参考国家标准GBZ143-2015关于设备电磁兼容部分，参考国际标准IEC61000-4和国内GB/T17626-1998可靠性：采用了自动出束控制技术的X光射线管，连续使用可达8000小时以上。按照车辆检测系统的使用情况，寿命将会更长。系统和产品均采用模块化结构设计，系统可24小时全天候运行经济性：系统采用模块化结构设计，占地面积小，直接安装于安全岛上产品采用模块化结