背散射成像方法及系统与流程

本发明涉及辐射成像技术领域，特别是涉及一种背散射成像方法及系统。

背景技术：

在无损检测和安检产品应用过程中，利用收集被检测物体散射的X射线进行成像的技术称之为散射成像技术。当系统收集的散射的X射线的散射角在90°～180°之间时，称之为背散射成像技术，利用背散射的特点，可以在系统获取的图像上高亮显示低原子序数的物质。

采用背散射成像技术的(可以称为背散射设备)的辐射系统和探测系统都在同一侧，这使得背散射成像技术被广泛地应用在隐蔽检查、移动检查等领域，为打击走私、反恐提供了高效的检测手段。

现有的背散射成像设备集成在封闭的舱体内，封闭的舱体一般集成在行驶的车辆上，由于车辆具有一定的高度，使得背散射成像设备中的探测系统获取被检测物体底部的信息会很少，而车辆底部和底盘是重点藏匿违禁品、危险品的地方。因此使用此种方案，被检测物体的底部信息会丢失，不利于发现违禁品、危险品等。

另外，当检测较高物体时，由于现有的背散射成像设备中的探测系统的位置固定，不能很好地对被检测物体的顶部信息进行探测。例如，在检测飞机时，由于飞机的高度较高，而现有的背散射成像设备的探测系统的位置固定，则飞机顶部的很多的信息就不能被探测到。

由此，需要一种能够适应不同检测场景的背散射成像方法及系统。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种能够适应多种类型的待检测物体的背散射成像方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种背散射成像系统，包括：搭载平台；扫描装置，固定在搭载平台上，用于向检测区域发射扫描射线束；以及一个或多个探测器，可移动地设置在搭载平台上，用于接收从检测区域中的待检测物体散射的散射射线束。

优选地，一个或多个探测器可以包括：侧部探测器，侧部探测器与侧部移动机构连接，在侧部移动机构的作用下，侧部探测器能够在搭载平台的侧部上下移动。

优选地，一个或多个探测器还可以包括：顶部探测器，与顶部移动机构连接，在顶部移动机构的作用下，顶部探测器能够在搭载平台的顶部移动；和/或底部探测器，与底部移动机构连接，在底部移动机构的作用下，底部探测器能够在搭载平台的底部移动。

优选地，在顶部移动机构的作用下，顶部探测器的探测面能够在第一位置和第二位置之间移动，第一位置平行于水平面且位于搭载平台顶部的上方，第二位置与第一位置位于侧部所在垂直面的两侧；并且/或者在底部移动机构的作用下，底部探测器的探测面能够在第三位置和第四位置之间移动，可停在第三位置和第四位置之间任意位置，第三位置平行于水平面且位于搭载平台底部的下方，第四位置与第三位置位于侧部所在垂直面的两侧。

优选地，在顶部移动机构的作用下，顶部探测器能够在高于搭载平台的情况下上下移动；并且/或者在底部移动机构的作用下，底部探测器能够在低于搭载平台的情况下上下移动。

优选地，在顶部移动机构的作用下，顶部探测器能够在其探测面与第一位置位于侧部所在垂直面的两侧的情况下上下移动；并且/或者在底部移动机构的作用下，底部探测器能够在其探测面与第三位置位于侧部所在垂直面的两侧的情况下上下移动。

优选地，侧部探测器包括多个子探测器，多个子探测器对称地设置在扫描装置的两侧。

优选地，扫描装置可以包括：辐射源，用于产生X射线；射线调制装置，用于对X射线进行调制，以形成扫描射线束。

优选地，搭载平台可以为可移动平台，扫描装置和一个或多个探测器能够随着搭载平台整体移动。

优选地，该背散射成像系统还可以包括：类型识别装置，用于预先识别待检测物体的类型，以便根据所识别的待检测物体的类型确定检测区域中的关注区域；以及调控装置，用于根据关注区域的高度，调节一个或多个探测器的位置，以使得一个或多个探测器的探测面适于接收从关注区域中的待检测物体散射的散射射线束。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种背散射成像方法，包括：基于待检测物体的类型，预先确定检测区域中的关注区域；根据关注区域，调节一个或多个探测器的位置，以使得一个或多个探测器的探测面适于接收从关注区域散射的散射射线束；使用扫描装置向关注区域发射扫描射线束。

优选地，调节一个或多个探测器的位置以使得一个或多个探测器的探测面适于接收从关注区域散射的散射射线束的步骤可以包括：调节一个或多个探测器的位置，以增大一个或多个探测器的探测面接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角。

优选地，一个或多个探测器可移动地设置在搭载平台上，扫描装置固定在搭载平台上，一个或多个探测器包括侧部探测器，侧部探测器与侧部移动机构连接，在侧部移动机构的作用下，侧部探测器能够在搭载平台的侧部上下移动，该方法还可以包括：在关注区域为检测区域中的上部区域时，控制侧部移动机构以使得侧部探测器向上移动；以及/或者在关注区域为检测区域中的下部区域时，控制侧部移动机构以使得侧部探测器向下移动。

优选地，一个或多个探测器还包括顶部探测器和/或底部探测器，顶部探测器与顶部移动机构连接，在顶部移动机构的作用下，顶部探测器能够在搭载平台的顶部移动，底部探测器与底部移动机构连接，在底部移动机构的作用下，底部探测器能够在搭载平台的底部移动，该方法还可以包括：在关注区域为检测区域中的下部区域时，控制底部移动机构以使得底部探测器能够在低于搭载平台的情况下向下移动；在关注区域为检测区域中的上部区域时，控制顶部移动机构以使得顶部探测器能够在高于搭载平台的情况下向上移动。

优选地，该方法还可以包括：在关注区域为检测区域中的下部区域时，控制顶部移动机构在其探测面位于与第一位置位于侧部所在垂直面的两侧的情况下向下移动，其中，第一位置平行于水平面且位于搭载平台的上方；并且/或者在关注区域为检测区域中的上部区域时，控制底部移动机构在其探测面位于与第三位置位于侧部所在垂直面的两侧的情况下向上移动，其中，第三位置平行于水平面且位于搭载平台的下方。

优选地，该方法还可以包括：预先识别待检测物体的类型，以便根据待检测物体的类型确定关注区域。

综上，本发明的背散射成像方法及系统可以根据需要关注的检测区域的高度，调节探测器的位置，以使得探测器的探测面处于适于接收从检测区域中的待检测物体散射的信号的位置。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明一实施例的背散射成像方法的示意性流程图。

图2示出了根据本发明一实施例的背散射成像系统的结构示意图。

图3至图5示出了探测器的设置及移动方式。

图6、图7示出了在具体工作场景下探测器的调节方式。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

一、技术方案简述

如前所述，在待检测物体的类型不同时，需要关注的检测区域的位置(主要是高度)也不同。例如，检测物体为飞机时，需要关注的检测区域较高，在检测物体为小型车辆时，需要关注的检测区域的高度较低。

针对于此，我们认识到可以根据需要关注的检测区域的高度，调节探测器的位置，以使得探测器处于适于接收从检测区域中的待检测物体散射的信号的位置。

基于上述思路，本发明提出了一种新的背散射成像方法。图1示出了本发明的背散射成像方法的示意性流程图。

参见图1，在步骤S110，基于待检测物体的类型，预先确定检测区域中的关注区域。

在待检测物体的类型不同时，检测区域中需要重点关注的区域也不尽相同。例如，在检测物体为飞机等体型较大的物体时，检测区域中的上部区域为需要重点关注的关注区域，在检测物体为小型汽车时，检测区域中的下部区域为需要重点关注的关注区域。

由此，在执行步骤S110之前，还可以预先识别待检测物体的类型，以便根据待检测物体的类型确定关注区域。

这里，可以在背散射成像系统的检测区域的前部预定距离处设置类型识别装置，例如可以是视觉传感器、光电传感器(如，光幕开关)、金属传感器(如，地感线圈)、压力传感器以及它们的组合，通过类型识别装置来确定待检测物体的类型。

在步骤S120，根据关注区域，调节一个或多个探测器的位置，以使得一个或多个探测器的探测面适于接收从关注区域散射的散射射线束。

对于不同类型的待检测物体来说，关注区域的位置不尽相同。因此，可以根据步骤S110所确定的关注区域，调节背散射成像系统中的探测器(一个或多个)的位置，以使得探测器的探测面处于适于接收从关注区域散射的散射射线束的位置。

这里，可以通过调节探测器的位置，增大探测器的探测面接收从所述关注区域散射的散射射线束的接收立体角，来保证探测器的探测面处于合适的位置。

在将探测器调节到合适的位置后，就可以执行步骤S130，使用扫描装置向关注区域发射扫描射线束。

至此，结合图1简要说明了本发明的背散射成像方案，本发明的背散射成像方案可以实现为一种背散射成像系统。

二、背散射成像系统的结构

图2示出了根据本发明一实施例的背散射成像系统的结构示意图。其中，图2示出的是背散射成像系统的侧视图。

如图2所示，本实施例的背散射成像系统包括搭载平台10、扫描装置11以及探测器12。

扫描装置11可以固定在搭载平台10上，向检测区域发射扫描射线束。这里，扫描装置11可以由辐射源和射线调制装置构成(图中未示出)，辐射源可以发射预定的射线束，例如可以发射X射线扇形束，射线调制装置可以对辐射源发射的扇形射线束进行调制，以形成飞点扫描射线束。

探测器12可移动地设置在搭载平台10上，可以接收从检测区域中的待检测物体散射的散射射线束。其中，图2示出的是在扫描装置11的两侧分别设置一个探测器的情形，应该知道，还可以设置一个、三个或更多个探测器，并且多个探测器可以对称设置，也可以考虑实际空间不对称设置。其中，探测器12可以通过移动机构与搭载平台10相连，在移动机构的作用下，探测器模块能够在搭载平台10的侧部上下移动，从而调节探测器12的高低位置。这里，可以为每个探测器配置一套移动机构，也可以多个探测器共用一套移动机构，这可以取决于探测器的体积空间要求、重量要求等参数。

另外，探测器的位置还可以设置在搭载平台10的顶部和/或底部，这里探测器的具体设定方式将在下文进行说明。

如上文结合图1所示，可以根据所确定的检测区域中的关注区域来将探测器12移动至合适的位置，以使得探测器12的探测面适于接收从检测区域中的待检测物体散射的散射射线束。

三、探测器的设置

参见图3，搭载平台10可以是可移动平台，设置在搭载平台10上的扫描装置(图中未示出)和探测器可以随着搭载平台10整体移动。例如，搭载平台10可以是车辆，具体地说，车辆的车厢可以作为本发明述及的搭载平台10，操作人员可以在车辆的驾驶室内进行相关操作。

如图3所示，可以在搭载平台10的顶部、侧部以及底部分别设置一个或多个探测器。为了便于描述，可以将设置在搭载平台的顶部、侧部、底部的探测器分别称为顶部探测器12-1、侧部探测器12-2、底部探测器12-3。

其中，顶部探测器12-1、侧部探测器12-2、底部探测器12-3可以分别与相应的移动机构(图中未示出)连接，以使得顶部探测器12-1、侧部探测器12-2、底部探测器12-3可以在搭载平台10上移动。

参见图4，顶部探测器12-1可以与顶部移动机构13连接，在顶部移动机构13的作用下，顶部探测器12-1可以在搭载平台10的顶部所在的水平面上进行平移，也可以在搭载平台10的顶部的上方进行上下移动。也就是说，顶部探测器12-1可以在顶部移动机构13的作用下移动到图4所示的高于搭载平台10的顶部的上方的位置处。

相应地，底部探测器12-3可以与底部移动机构14连接，在底部移动机构14的作用下，底部探测器12-3可以在搭载平台10的底部所在的水平面上进行平移，也可以在搭载平台10的底部的下方进行上下移动。

其中，虽然图4中没有示出，但是应该知道侧部探测器12-2可以与侧部移动机构连接，在侧部移动机构的作用下，侧部探测器12-2可以在搭载平台10的侧部进行上下移动。

另外，可以通过一套移动机构实现顶部探测器12-1、侧部探测器12-2、底部探测器12-3的移动，也可以通过多套移动机构来实现。具体的实现方式可以根据实际情况进行设定，这里不再赘述。

参见图5，顶部探测器12-1的探测面不仅可以移动到平行于水平面且位于搭载平台10顶部的上方的位置(这里，可以称为第一位置)，还可以移动到与第一位置位于侧部所在垂直面的两侧的位置(这里，可以称为第二位置)。如图5所示，顶部探测器12-1可以移动到图5中的虚线位置。也就是说，顶部探测器12-1可以在顶部移动机构的作用下，实现从顶部位置到侧部位置的转化。这里，在将顶部探测器12-1移动到侧部位置后，顶部探测器12-1还可以在顶部移动机构的作用下，在搭载平台10的侧部进行上下移动，即顶部探测器12-1可以转化为“侧部探测器”。

另外，顶部探测器12-1的探测面可以在第一位置和第二位置之间移动。也就是说，顶部探测器12-1可以移动到搭载平台10顶部与侧部的交界处，并且，顶部探测器12-1可以在搭载平台10顶部与侧部的交界处进行转动，转动到顶部探测器12-1的探测面位于搭载平台10的外侧。其中，这里述及的“外侧”是指以搭载平台10的侧部所在的垂直面为分界线，与搭载平台10分别位于分界线的两侧。这里，可以在顶部与侧部的交界处设置一个转轴，当顶部探测器12-1移动到顶部与侧部的交界处时，可以绕该转轴转动。

相应地，底部探测器12-3的探测面不仅可以移动到平行于水平面且位于搭载平台10底部的下方的位置(这里，可以称为第三位置)，也可以移动到与第三位置位于侧部所在垂直面的两侧的位置(这里，可以称为第四位置)。例如，底部探测器12-3可以移动到图4中的虚线位置。并且，在底部移动机构的作用下，底部探测器12-3也可以实现底部位置到侧部位置的转化。即，在将底部探测器12-3移动到侧部位置后，底部探测器12-3还可以在底部移动机构的作用下，在搭载平台10的侧部进行上下移动，即底部探测器12-3可以转化为“侧部探测器”。

当然，对于侧部探测器12-2来说，其不仅可以在侧部移动机构的作用下在搭载平台10的侧部上下移动，也可以在侧部移动机构的作用下，移动到搭载平台10的顶部的上方位置，或者搭载平台10的底部的下方位置。也就是说，可以将侧部探测器12-2转化为“顶部探测器”和/或“底部探测器”。

另外，对于侧部探测器12-2来说，其可以包括多个子探测器，这多个子探测器可以对称地设置在扫描装置的两侧。

对于顶部探测器12-1和/或底部探测器12-3来说，也可以相应地包括多个子探测器，多个子探测器的位置可以根据需要设定。

至此，结合图4、图5对本发明中的探测器的设置方式以及探测器的移动方式做了详细说明。

四、具体工作场景下探测器的调节

下面结合图6、图7就实际探测中在不同类型的待检测物体情况下，探测器的移动情况做进一步说明。

参见图6，在待检测物体20较低时，可以确定关注区域为检测区域的下部区域。由于从关注区域散射的散射射线束在散射角为180°附近最多，越往两侧散射射线束越少。因此，可以控制侧部移动机构以使得侧部探测器12-2向下移动，例如可以移动到搭载平台10的侧部下端的位置。这里可以将侧部探测器12-2移动到侧部探测器12-2的探测面的中心位置与关注区域相对应的位置附近。

在将侧部探测器12-2向下移动时，能够探测到的从关注区域的上部散射的散射射线束会减少，此时可以将顶部探测器12-1“侧部化”，即可以将顶部探测器12-1移动到搭载平台10的侧部，且侧部探测器12-2的上方，以接收从关注区域的上部散射的散射射线束。

其中，图6示出了顶部探测器12-1平行于搭载平台10的侧部的示意图，应该知道，顶部探测器12-1还可以与搭载平台10具有一定的倾斜角度。这里，可以根据实际情况进行设定，只要可以增大接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角即可。

另外，在关注区域的高度较低时，仅通过将侧部探测器12-2向下移动，从关注区域散射的底部的散射射线束仍有可能不能被侧部探测器12-2的探测面充分接收。因此，可以将底部探测器12-3移动到搭载平台10的侧部，位于侧部探测器12-2的下方。这样，可以增大接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角。

由此，根据关注区域的高度，可以综合调节探测器的位置，使得探测器处于接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角较大的位置。

另外，当设备处于转场或者非工作状态时，可以将探测器移动到图3所示状态，此位置可以定义为零位。

参见图7，在待检测物体20较高时，可以确定关注区域为检测区域的上区域。由于从关注区域散射的散射射线束在散射角为180°附近最多，越往两侧散射射线束越少。因此，可以控制侧部移动机构以使得侧部探测器12-2向上移动，移动到搭载平台10的侧部的上方。这里可以将侧部探测器12-2移动到侧部探测器12-2的探测面的中心位置与关注区域相对应的位置附近。

在将侧部探测器12-2向上移动时，能够探测到的从关注区域的下部散射的散射射线束会减少，此时可以将底部探测器12-3“侧部化”，即可以将底部探测器12-3移动到搭载平台10的侧部，侧部探测器12-2的上方，以接收从关注区域的下部散射的散射射线。

其中，图7示出了底部探测器12-3平行于搭载平台10的侧部的示意图，应该知道，底部探测器12-3还可以与搭载平台10具有一定的倾斜角度。这里，可以根据实际情况进行设定，设定的前提是尽可能地增大接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角。

另外，在关注区域的高度较高时，仅通过将侧部探测器12-2向上移动，从关注区域散射的上部散射的散射射线束仍有可能不能被侧部探测器12-2的探测面充分接收。因此，可以将顶部探测器12-1移动到搭载平台10的侧部，位于侧部探测器12-2的上方。这样，可以增大接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角。

综上，本发明的背散射成像系统主要是根据检测区域中的关注区域的高度，综合调节探测器的位置，使得探测器处于接收从关注区域散射的散射射线束的接收立体角较大的位置。

由此，本发明的背散射成像系统还可以包括类型识别装置和调控装置。类型识别装置可以预先识别待检测物体的类型，以便根据所识别的待检测物体的类型确定检测区域中的关注区域。

这里，类型识别装置可以包括视觉传感器、光电传感器(如，光幕开关)、金属传感器(如，地感线圈)、压力传感器以及它们的组合。在具体应用中，类型识别装置可以设置在检测区域的前方位置，首先由类型识别装置识别出待检测物体的类型，然后根据识别的结果，确定关注区域。

在确定了关注区域后，就可以通过调控装置根据关注区域的高度，调节探测器的位置，以使得探测器的探测面适于接收从关注区域中的待检测物体散射的散射射线束。其中，具体的调控方式可参见上相关说明。

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的背散射成像方法及系统。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。