РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ БАГАЖА И ГРУЗОВ

Рентгенотелевизионная установка для контроля багажа и грузов
Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля, а именно к рентгенотелевизионным установкам конвейерного типа для контроля багажа и грузов и представляет собой интроскоп - электрофизическое устройство генерирующее ионизирующее излучение (рентгеновские лучи) с дополнительной функцией получения видеоизображения багажа/груза и его владельца до и после прохождения багажа через досмотровый тоннель аппарата и привязки полученных изображений к рентгеновскому изображению багажа/груза.
Из уровня техники известны следующие решения.
Известно устройство досмотра багажа, содержащее: блок управления для управления всеми компонентами системы, блок регистрации багажа, установленный на проходе, и проецирующий рентгеновские снимки багажа, рентгеновскую трубку, установленную на одной стороне блока сканирования багажа, и генерирующую рентгеновское излучение в соответствии с управляющим сигналом контроллера; блок детектора для преобразования сигнала из рентгеновской трубки; камера, установленная в верхней части устройства поиска предложений и фотографирование лица посетителя до того, как посетитель проходит через устройство досмотра, процессор видеосигнала для приема сигнала изображения лица, сфотографированного камерой, и преобразования сигнала изображения лица в цифровую форму; блок сравнения / поиска для сравнения / поиска сигнала изображения лица пассажира, переданного из блока обработки сигнала изображения, с данными о лицах, ранее сохраненных в базе данных лиц, и считывания результата сравнения. Когда сигнал изображения лица из блока поиска сравнения соответствует одному из лиц, хранящихся в базе данных, формируется сигнал оповещения для вывода сигнала оповещения через громкоговоритель или сигнальную лампу (KR20030062167 23.07.2003).
Также известно устройство досмотра пассажиров в аэропорту (US6507278, 14.01.2003г), состоящее из нескольких параллельно расположенных досмотровых проходов, каждый из которых содержит досмотровую зону багажа, включающую транспортерную рентгеновскую сканирующую установку и пассажирскую досмотровую зону, включающую контрольные проходы, оборудованные металлодетекторами и фото и видеокамерами. Вся информация о пассажире и его багаже, а также его изображения с видеокамеры и фото из баз данных спецслужб или полиции одновременно собирается у оператора на мониторах. Современные компьютерные программы идентификации личности способны в реальном времени проводить сравнение полученных фото и видео изображений с имеющимися в базах служб безопасности материалами. Обладая комплексов всех сведений о пассажире и его багаже, оператор принимает решение о его допуске к полету.
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является устройство для досмотра багажа (WO2012102636, 02.08.2012), включающее транспортерную рентгеновскую досмотровую зону багажа и досмотровую пассажирскую зону, оборудованную фото и видеокамерами, при этом досмотровая пассажирская зона дополнительно оборудована подвижным рентгенопрозрачным креслом, перемещающим пассажира через рентгеновскую зону досмотра параллельно перемещению его багажа и в том же направлении. Пассажирская зона и зона багажа оборудованы встроенными камерами, расположенными на входе в рентгеновские досмотровые тоннели для пассажира и для багажа. Оператор досмотровой зоны одновременно получает на двух рядом расположенных мониторах (или на одном большом мониторе) два рентгеновских теневых изображения пассажира и его багажа, а также фотографии лица пассажира и его багажа с камер. Полученный набор информации о пассажире и его багаже позволяет провести идентификацию пассажира и сделать оператору обоснованный вывод о безопасности данного пассажира и его багажа.
Известные устройства досмотра с функцией получения фотографий багажа и владельца багажа имеют общий недостаток, заключающийся в том, что захватывают только одно изображение владельца багажа, что отрицательно сказывается на возможности идентификации пассажира, с учетом особенностей внешнего вида человека (могут быть надеты очки, шапка, человек в момент фотографирования может закрыть глаза или лицо руками и т.д.).
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении точности идентификации владельца и соответствующего его багажа с минимальной зависимостью от необходимости правильного ракурса расположения лица владельца багажа при съемке и самого багажа.
Поставленная задача решается дополнительными камерами, осуществляющими видеозахват владельца багажа и самого багажа до и после сканирования.
Техническим результатом патентуемого решения является получение видеоизображение багажа и владельца в разных ракурсах и связать указанные изображения с рентгеновским изображением багажа, что позволяет определить фактический внешний вид как багажа, так и владельца более точно, по сравнению с получением одного фотоизображения багажа и владельца только перед входом в досмотровый тоннель.
Заявленный технический результат достигается за счет конструкции рентгенотелевизионного устройства конвейерного типа, содержащего досмотровую камеру, выполненную в виде рентгенографического (рентгенотелевизионного) интроскопа, закрытую кожухом с элементами свинцовой защиты и имеющую входное и выходное окна, закрытые защитными шторами, через которые проложен тоннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента конвейера для багажа и грузов, при этом над входным и выходным окнами размещено по одной встроенной видеокамере, видоискатель каждой из которых имеет угол обзора, достаточный для захвата видеоизображения владельца багажа и самого багажа, при этом камера, расположенная над входным окном, выполнена таким образом, чтобы захватывать изображение багажа и его владельца с момента размещения багажа на конвейерной ленте до момента выхода багажа и владельца за пределы поля обзора. Полученное видеоизображение отправляется на блок управления (персональный компьютер), камера, расположенная над выходным окном (или сбоку от него), выполнена таким образом, чтобы захватывать изображение багажа и его владельца с момента выхода багажа из выходного окна до момента снятия багажа с ленты. Полученное видеоизображение так-же сохраняется на блок управления (персональный компьютер), затем с помощью единого программного обеспечения, полученные видео изображения автоматически сохраняются на жестком диске блока управления (персонального компьютера) в формате видео файла, где с помощью программных алгоритмов происходит привязка полученных видео изображений к рентгенографическому (теневому) изображению багажа, а также происходит объединение и структирирование вышеуказанных файлов в единую базу данных на жестком диске блока управления (персонального компьютера) внутри рентгеновской установки.
В частном случае осуществления полезной модели каждая из камер выполнена фокусирующейся на объекте, приближенном к камере на расстоянии меньше или равном расстоянию от камеры до края конвейерной ленты, при этом камера над входным окном выполнена захватывающей видеоизображение багажа и его владельца с момента начала фокусировки, а камера над выходным окном – до момента расфокусировки изображения.
В частном случае осуществления полезной модели, конвейерная лента содержит датчик давления, выполненный направляющим на блок управления первый сигнал оповещения при размещении багажа на ленте и второй сигнал при снятии багажа с ленты, при этом камера над входным окном выполнена захватывающей видеоизображение багажа и его владельца с момента получения блоком управления первого сигнала и подачи сигнала на начало съемки на камеру над входным окном, а камера над выходным окном выполнена захватывающей видеоизображение багажа и его владельца до момента получения блоком управления второго сигнала и подачи сигнала на окончание съемки на камеру над выходным окном.
В частном случае осуществления полезной модели, определение момента установки багажа на ленту осуществляется автоматически посредством использования двух или одной пар фото датчиков типа СПЭК или Omron, установленных перед входом и после выхода из тоннеля. При прохождении багажа или груза через эти датчики, происходит автоматическая активация функции видео захвата багажа и его владельца. Остановка видеозаписи происходит автоматически по истечении 8-20 секунд, или после прохождения багажа через вторую пару фотодатчиков на выходе из тоннеля.
В рентгенотелевизионной установке под конвейером на раме закреплен рентгеновский излучатель, обеспечивающий просвечивание багажа веерным пучком, подключенный к контроллеру, регулирующему напряжение и силу тока генератора и блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления, дисплеем и оптически сопряженный с многоэлементным линейным детектором, электрически соединенным через аналого-цифровой преобразователь и усилитель сигнала со схемой формирования цифровой матрицы изображения, направляемой в блок управления.
Далее решение поясняется ссылками на фигуру, на который приведен общий вид рентгенотелевизионной установки конвейерного типа для досмотра багажа и товаров (РУДБТ).
Рентгенотелевизионная установка конвейерного типа для досмотра багажа и товаров (РУДБТ) содержит досмотровую камеру, закрытую кожухом с элементами свинцовой защиты и имеющую входное 1 и выходное 5 окна, закрытые защитными шторами, через которые проложен тоннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит механизированная лента конвейера для перемещения внутри тоннеля грузов и товаров.
Предмет или груз помещают на движущуюся конвейерную ленту 2 интроскопа. Под конвейером расположена рентгенолучевая трубка (рентгеновский генератор) закрытого типа (в качестве охлаждения генератора используется герметичная масляная ванна), при подаче питающих напряжений на рентгеновский генератор происходит ускорение заряженных частиц и выделение рентгеновского излучения, которое через узкую щель коллиматора проходит пучком перпендикулярно конвейерной ленте, сквозь движущийся по конвейерной ленте объект контроля, часть рентгеновского излучения поглощается объектом контроля, а остаточная его часть попадает на приемник - детекторы диодных линеек (фото диоды), расположенные на верхней и боковой стенках досмотровой камеры в виде Г-образной линейки, далее аналоговый сигнал с фото диодов преобразуется в цифровой с помощью соответствующих плат АЦП получения и обработки сигнала с диодных линеек.
Содержимое сканируемого объекта в виде цифровых данных полученных от платы АЦП, программным обеспечением блока управления интроскопа, определяется атомный вес (zЭфф) материалов, из которых состоит объект сканирования. В случае соответствия атомного веса сканируемого объекта значениям эффективного атомного веса опасных или запрещенных предметов (например взрывчатка, наркотические средства) - выдается предупреждение оператору установки (подозрительный или опасный предмет выделяется красной или синей рамкой), в случае отсутствия опасных или запрещенных включений - предупреждение не выдается.
В результате сканирования на экран монитора 4 выдается так называемое «теневое изображение» предмета. Программное обеспечение обрабатывает изображение таким образом, что разные материалы, которые присутствуют в сканируемом объекте окрашиваются своим цветом:
Органика (пищевые продукты, дерево и т.д.) - оранжевый цвет,
Металлы (сталь, свинец) - синий цвет
Смешанные материалы (резина, стекло, пластики и т.д.) - зеленый цвет.
Предлагаемая опция B-view, позволяет осуществлять видеозахват владельца сканируемого предмета, а также самого предмета до и после сканирования.
Осуществление описанной опции осуществляется с помощью следующих аппаратных средств. Над входным и выходным окнами размещены одна или более видеокамера 3. Видеокамеры могут быть как встроенные в корпус аппарата, так и иметь внешнее исполнение. Видоискатель каждой из этих камер обладает углом обзора, достаточным для захвата видеоизображения владельца багажа и самого багажа, при этом камера (камеры), расположенная над входным окном, выполняет видеозахват багажа и его владельца с момента размещения багажа на конвейерной ленте до момента выхода багажа и владельца за пределы поля обзора. Полученное изображение передается на блок управления интроскопа (персональный компьютер). Камера, расположенная над выходным окном, выполняет видеозахват изображения багажа и его владельца с момента выхода багажа из выходного окна до момента снятия багажа с ленты и направляющей полученное видеоизображение на блок управления интроскопа (РУДБТ) (персональный компьютер).
Могут использоваться как аналоговые видеокамеры, так и IP видеокамеры, которые связаны с блоком управления (персональным компьютером) с помощью PCI, PCI express платы видеозахвата (с четырьмя и более каналами), или внешнего видео сервера для IP или аналоговых камер. Передача видеоинформации с видеокамер может осуществляться как на блок управления интроскопа (персональный компьютер), так и на дополнительный блок управления выполненный в виде небольшого персонального компьютера типа Nettop или мини ПК, который может быть связан с главным блоком управления интроскопа по wi fi, по протоколу TCP/IP или с помощью USB кабеля.
После прохождения багажа через досмотровый тоннель РУДБТ (интроскопа), на экране монитора появляется теневое (рентгенографическое изображение), которое автоматически сохраняется на жесткий диск или любой другой внешний или внутренний накопитель блока управления (интроскопа) в формате фото изображения. Программное обеспечение, установленное на блок управления РУДБТ позволяет автоматически сохранять, структурировать и впоследствии вызывать на экран сохраненное теневое изображение багажа, осуществляя выборку по дате создания теневого изображения. Видеозахват владельца багажа и самого багажа начинается в момент размещения багажа на конвейерной ленте интроскопа сразу после запуска привода конвейерной ленты, но перед получением теневого изображения.
Активация записи видео происходит по следующим алгоритмам:
1. Используются две пары дополнительных фотодатчиков или инфракрасных датчиков типа СПЭК или omron (помимо датчиков расположенных внутри тоннеля РУДБТ для активации/отключения рентгеновского генератора), установленные на входе и на выходе тоннеля, при прохождении багажа или груза через эти датчики происходит активация функции записи видео. С учетом средней скорости движения конвейерной ленты 0.2 м/с, время записи видео, достаточное, чтобы получить видео информацию не только на входе, но и на выходе из досмотрового тоннеля (в момент забора владельцем его багажа) составляет от 8 до 20 секунд. По истечении этого времени запись видео автоматически останавливается. Готовый видео файл (видео файлы, если установлено несколько камер) кодируется с помощью аппаратных и программных средств платы видео захвата или внешнего видеосервера и сохраняются в формате видеофайла в соответствующей директории на блоке управления (персональном компьютере) РУДБТ или на дополнительном (промежуточном) блоке управления типа Nettop или мини ПК. Программное обеспечение блока управления объединяет полученное видео изображение с теневым (рентгенографическим) изображением багажа, полученным сразу после прохождения груза через тоннель, ориентируясь на время активации рентгеновского излучения, и предшествующую ему активацию видеозахвата. Полученные фото и видеофайлы объединяются в единой базе данных таким образом, что пользователь, открывая в хранилище блока управления любое сохраненное теневое изображение, автоматически получает доступ к видео информации связанной с эти конкретным теневым изображением, записанной непосредственно перед, в момент и после прохождения данного конкретного багажа через тоннель. Видеоинформация со всех видеокамер проигрывается на одном экране (или на разных экранах), путем нажатия соответствующей кнопки на экране (или на пульте управления РУДБТ). Каждое видеоизображение может быть увеличено, остановлено и выведено на печать при условии подключения принтера или любого печатающего устройства. При просмотре видеофайлов на том же экране пользователь видит миниатюру теневого (рентгенографического) изображения багажа или груза, что делает процесс опознания владельца сумки еще более наглядным и эффективным.
2. Также могут использоваться датчики давления (или тензодатчики) встроенные в конвейерную ленту на входе и на выходе из досмотрового тоннеля. При размещении багажа или груза на конвейере активируется датчик давления, который дает сигнал для активации функции видеозахвата. При снятии багажа с конвейерной ленты и дезактивации датчика давления, процесс видеозахвата автоматически останавливается. Привязка видео файлов к теневому изображению происходит аналогично п.1
3. Помимо фотодатчиков также могут использоваться видеокамеры с функцией распознавания объектов или автоматической фокусировки, таким образом в момент автоматической фокусировки видеокамеры на владельце багажа или на самом багаже - активируется видеозахват изображения. При снятии багажа с конвейерной ленты и потере фокуса видеокамеры процесс видеозахвата останавливается. Привязка видео файлов к теневому изображению происходит аналогично п.1.
В отдельных случаях возможно размещение видео камер с инфракрасной подсветкой (или без нее) также непосредственно внутри досмотрового тоннеля.