专利名称：放射性物质巡检定位方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放射性物质巡检定位方法及用于实现该放射性物质巡检定位方法的设备。
背景技术：
环保、安全等相关领域在监测和管理放射性物质时，往往需要测量某区域内的放射性分布情况或寻找丢失的放射源。移动式巡检谱仪是一种可以安装在汽车、直升机、船舶或其它载体上的放射性物质探测设备，自身带有定位系统，工作时可以实时获取当前的地理位置和放射性物质的伽马能谱或中子计数率。移动式巡检谱仪除了普通的谱仪所具有的探测器、电源、前放、电子学模块、多道和数据处理单元外，还包括GPS定位装置。另外，移动式巡检谱仪更注重能高效的对大量采集数据进行获取、保存、读取和分析。通过传统的移动式谱仪，可以测量行进路线上的放射性水平，但得不到路线所在局部区域的放射性分布，例如，当车载式的巡检谱仪沿着公路检测时，只能标记出公路上各个点的放射性水平，但不能得到公路两侧一定范围内的放射性分布的详细情况。如果是在寻找丢失的放射源，则不能知道放射源的具体位置。也有一些专门用来确定放射源位置的设备。一类是通过成像来定位，例如伽马相机。一类是带有准直器和旋转装置的设备，通过准直器可以判断放射源所在的方向，利用多个位置的测量就可以确定放射源的位置。然而由于需要长时间定点测量和探测效率低等原因，这些设备都不适用于巡检，只能在巡检谱仪确定了可疑区域后，才使用它们进一步测量。为此，需要一种能够迅速有效地探测巡检路径周围的探测区域的放射性辐射强度分布和确定放射性物质的所在位置的巡检方法和巡检设备。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能够基于探测器在巡检路线上的多点观测来得出探测区域的放射性物质的位置和放射性强度分布的巡检方法和巡检设备。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过以下方式来实现:根据本发明的一个方面，提供一种放射性物质巡检定位方法，包括步骤:(a)提供环境的本底放射性辐射强度值；(b)在巡检路径上的多个采样点用探测器采集来自探测区域的放射性辐射强度值；(C)根据所采集的放射性辐射强度值和本底放射性辐射强度值计算探测区域的放射性辐射强度分布； (d)根据所述放射性辐射强度分布确定放射性物质所在位置。优选地，所述方法在步骤(b)和步骤(C)之间还可以包括步骤(bl):判定所采集到的放射性辐射强度值与本底放射性辐射强度值之差是否大于采集阈值，如果大于采集阈值，则执行步骤(C);如果不大于采集阈值，则通过将所采集到的放射性辐射强度值与本底放射性辐射强度值进行加权平均来对本底放射性辐射强度值进行更新，并返回步骤(b)重新采集放射性辐射强度值。优选地，所述方法在步骤(b)和步骤(C)之间还可以包括步骤(b2):判定在连续多个采样点处所采集到的放射性辐射强度值序列中是否存在先突降再突升的数据段，如果存在所述数据段，则删除所述数据段以消除障碍物的影响。优选地，所述探测器可以包括朝向不同方向的探测区域的至少两个探测器，所述探测器之间由屏蔽部件隔开。优选地，所述放射性辐射强度值可以由计数率或剂量率来表示。进一步地，所述步骤(C)可以包括步骤(Cl):
将探测区域分成多个子区域，提供所述探测器对于所述子区域的探测效率，并根据所述本底放射性辐射强度和所述探测效率确定每个子区域的放射性辐射强度。进一步地，所述子区域的个数可以不超过采样点的个数。进一步地，所述探测效率可以针对于所探测的辐射能量范围和放射性物质的种类进行标定。进一步地，所述步骤(C)可以包括步骤(c2):基于每个子区域的放射性辐射强度在探测区域上绘制放射性辐射强度分布图。进一步地，所述子区域的划分可以在一维、二维或三维方向上进行。进一步地，所述探测器设置在移动载体上，所采集到的放射性辐射强度值
权利要求
1.一种放射性物质巡检定位方法，包括步骤: (a)提供环境的本底放射性辐射强度值； (b)在巡检路径上的多个采样点用探测器采集来自探测区域的放射性辐射强度值； (C)根据所采集的放射性辐射强度值和本底放射性辐射强度值计算探测区域的放射性福射强度分布； (d)根据所述放射性辐射强度分布确定放射性物质所在位置。
2.根据权利要求1所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述方法在步骤(b)和步骤(c)之间还包括步骤(bl): 判定所采集到的放射性辐射强度值与本底放射性辐射强度值之差是否大于采集阈值，如果大于采集阈值，则执行步骤(c);如果不大于采集阈值，则通过将所采集到的放射性辐射强度值与本底放射性辐射强度值进行加权平均来对本底放射性辐射强度值进行更新，并返回步骤(b)重新采集放射性辐射强度值。
3.根据权利要求1所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述方法在步骤(b)和步骤(c)之间还包括步骤(b2): 判定在连续多个采样点处所采集到的放射性辐射强度值序列中是否存在先突降再突升的数据段，如果存在所述数据段，则删除所述数据段以消除障碍物的影响。
4.根据权利要求1所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述探测器包括分别朝向不同 方向的探测区域的至少两个探测器，所述探测器之间由屏蔽部件隔开。
5.根据权利要求1所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述放射性辐射强度值由计数率或剂量率来表示。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述步骤(C)包括步骤(Cl): 将探测区域分成多个子区域，提供所述探测器对于所述子区域的探测效率，并根据所述本底放射性辐射强度和所述探测效率确定每个子区域的放射性辐射强度。
7.根据权利要求6所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述子区域的个数不超过采样点的个数。
8.根据权利要求6所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述探测效率针对于所探测的辐射能量范围和放射性物质的种类进行标定。
9.根据权利要求6所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述步骤(c)包括步骤(c2): 基于每个子区域的放射性辐射强度在探测区域上绘制放射性辐射强度分布图。
10.根据权利要求6所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述子区域的划分在一维、二维或三维方向上进行。
11.根据权利要求6所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述探测器设置在移动载体上，所采集到的放射性辐射强度值 ct = bt + XalMpmJt A)+\， m 其中m是子区域的标号，m= 1，…，M，M为子区域的总数，bt是所述本底放射性辐射强度值，Pffl表示标号为m的子区域的位置，am是标号为m的子区域的放射性辐射强度值，Qt是所述移动载体所处的位置，Θ t是所述移动载体的方向角，φ (Pffl, Qt, Θ t)是探测器在所述移动载体处于位置qt、方向角为Θ t时对pm位置的探测效率，t是采集到的放射性辐射强度值的标号，t = 1，…，N，N为采集到的放射性辐射强度值的个数，ε t是采集误差。
12.根据权利要求11所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述步骤(Cl)通过向量C在向量集合D上的稀疏分解来实现，其中向量C = (Crb1,…，cN_bN)T，向量集合D=他}，
13.根据权利要求12所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述确定每个子区域的放射性辐射强度的步骤还包括: (cll)给定标号集合S和残差向量R，并设定S的初始值Stl为空集，将残差向量R的初始值Rtl设定为向量C，将am的初始值设定成O ; (Cl2)将Rtl在向量集合D中的向量Dm上的投影定义为Pm，将Pm取最大值时对应的m值定义成n，将η添加到Stl中以对标号集合S进行更新，并对残差向量R进行更新，令更新后的残差向量R为向量C与向量C在向量Dn上的投影之差； (cl3)判定更新后的残差向量R的范数是否小于残差阈值，如果小于残差阈值，则将向量C在向量Dm上的投影系数作为am的计算结果，其中仅当m的取值为所得的更新后的标号集合S中的元素时，am的计算结果不为零，而当m取其它值时，am的计算结果为零；如果更新后的残差向量R的范数不小于残差阈值，则将更新后的残差向量R和更新后的标号集合S分别替代Rtl和Stl重新执行步骤(cl2)以反复更新向量残差向量R和标号集合S直至更新后的残差向量R的范数小于残差阈值或重新执行步骤(cl2)的循环次数达到了预定值为止。
14.根据权利要求13所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述步骤(d)包括步骤: (dl)将am的计算结果不为零的子区域确定为有源子区域，通过有源子区域的分布和am的计算结果来确定放射性物质所在的子区域。
15.根据权利要求14所述的放射性物质巡检定位方法，其特征在于，所述步骤(dl)包括: 利用数值方法求出在误差函数取值最小时的有源子区域的位置，其中所述误差函数为
16.一种用于实现根据权利要求1-15中任一项所述的放射性物质巡检定位方法的放射性物质巡检定位设备，包括: 两个或更多探测器，用于在巡检路径上的多个采样点中的每个采样点处采集来自巡检路径周围的探测区域的放射性辐射强度值；和 移动载体，用于承载所述探测器沿所述巡检路径移动经过所述采样点， 其中所述探测器朝向采样点周围的不同方向，彼此由屏蔽部件所隔离。
全文摘要
本发明公开了一种放射性物质巡检定位方法及设备。所述方法包括步骤提供环境的本底放射性辐射强度值；在巡检路径上的多个采样点用探测器采集来自探测区域的放射性辐射强度值；根据所采集的放射性辐射强度值和本底放射性辐射强度值计算探测区域的放射性辐射强度分布；和根据所述放射性辐射强度分布确定放射性物质所在位置。所述方法和设备能够基于探测器在巡检路线上的多点观测来得出探测区域的放射性物质的位置和放射性强度分布。
文档编号G01T1/29GK103176201SQ201110439199
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者王强, 赵崑, 阮明 申请人:同方威视技术股份有限公司