基于可见光传感器的辐射监测系统和辐射监测方法与流程

1.本发明涉及辐射探测技术领域，特别涉及一种基于可见光传感器的辐射监测系统和辐射监测方法。


背景技术：

2.近年来，放射源在工业、农业、医学等多个领域被广泛应用。放射源一方面可以被利用作为工业、农业、医学等多个领域的材料；另一方面放射源能够对人体造成电离辐射,对身体造成伤害。
3.人们生存环境的辐射强度需要满足相应的辐射标准。而对于环境中辐射强度的测量往往需要人员使用辐射检测仪等检测设备对待测区域环境中的辐射进行检测，人力成本高且无法做到对待测区域内的辐射进行实时监测。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于可见光传感器的辐射监测系统，实现对环境内的辐射进行实时监控，无需人力监控，且可便于对辐射强度信息进行处理。
5.同时，提供一种基于可见光传感器的辐射监测方法，实现对环境内的辐射进行实时监控，且可便于对辐射强度信息进行处理。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种基于可见光传感器的辐射监测系统，包括：辐射接收模块：包括可见光传感器，通过可见光传感器接收辐射，所述可见光传感器产生电信号；图像成型模块：与辐射接收模块电连接并接收辐射接收模块中可见光传感器产生电信号并进行处理得到图像；图像处理模块：与图像成型模块电连接并用于提取图像中的噪音部分，根据噪音部分估算辐射强度；数据处理模块：与图像处理模块信号连接并用于接收图像处理模块得到辐射强度信息，根据辐射强度信息估算辐射接收模块所在位置辐射强度的变化情况。
7.进一步的，所述数据处理模块包括：信号接收单元：用于接收图像处理模块得到辐射强度信息；存储单元：与信号接收单元电连接并用于存储信号接收单元接收的辐射强度信息；数据处理单元：与存储单元电连接并可调取存储单元内的辐射强度信息，并对辐射强度信息进行分析处理。
8.进一步的，所述辐射接收模块设置有多个，且多个辐射接收模块分布于待测区域内的不同位置；多个辐射接收模块在不同位置接收辐射并经图像成型模块以及图像处理模块的
处理后将锁哥辐射接收模块所在位置的辐射信息上传至数据处理模块。
9.进一步的，其还包括：显示模块：与数据处理模块电连接并可将数据处理模块处理得到的辐射接收模块所在位置辐射强度的变化情况以可视化的形式显示。
10.进一步的，所述辐射接收模块、图像成型模块以及图像处理模块集成于一摄像装置；所述数据处理模块以及显示模块集成于后台服务器。
11.进一步的，所述摄像装置包括具有可见光传感器的道路监控、网络摄像头或者手机摄像头中的一种或多种。
12.进一步的，所述存储单元预先存储有所述基于可见光传感器的辐射监测系统在安全辐射标准环境内测得的标准辐射强度信息。
13.一种基于可见光传感器的辐射监测方法，包括如下步骤：接收辐射：通过摄像装置中的可见光传感器接收辐射；转变辐射能量：可见光传感器中pn结接收辐射产生的能量并产生可自由移动的自由电子，并形成噪音电流并使摄像装置拍摄的图像产生噪音部分；分析辐射强度：识别和提取图像中的噪声部分，利用噪声部分估计摄像装置所在位置的辐射强度；数据上传：将得到的摄像装置所在位置的辐射强度信息实时上传至后台服务器；分析记录：后台服务器对接收的辐射强度信息进行分析记录，得到摄像装置所在位置辐射强度的变化情况。
14.进一步的，所述接收辐射步骤还包括：在待测区域内的多个位置安装摄像装置，多个摄像装置分别接收其所在位置的辐射；所述分析记录步骤具体包括：后台服务器对多个位置的摄像装置上传的辐射强度信息进行分析记录，得到待测区域内多个摄像装置所在位置的辐射强度随时间的变化。
15.进一步的，所述分析辐射强度步骤具体包括：制作差分图像：接收摄像装置连续拍摄的环境图像并将相邻帧的图像相减得到每一帧图像与其相邻帧的差分图像；处理差分图像：根据得到的差分图像检测差分图像中的运动物体区域，并去除差分图像中的运动物体区域；提取噪音部分：检测去除运动物体区域的差分图像的帧图像是否含有因噪音电流产生的辐射亮斑，提取含有辐射亮斑的部分组成图像的噪音部分；估算辐射强度：根据图像的噪音部分中辐射亮斑的强度估算摄像装置所在位置的辐射强度。
16.相比于现有技术，本发明的优点在于：1、本发明的基于可见光传感器的辐射监测系统及方向可通过将对应的程序模块加载于摄像装置中并通过摄像装置对其所在位置的辐射信息进行监测。而通过人们日常生活中使用的道路监控、网络摄像头或者手机摄像头作为摄像装置，无需采用专用的辐射检测仪等检测设备进行检测，检测成本较低；并且采用摄像装置进行检测，可实现长时间的实时监测。
17.2、通过采用图像处理模块对图片中的噪音部分进行分离，使得摄像装置在进行辐
射检测时仍可保持正常的摄像功能。
18.3、通过采用后台服务器接收多个位置的摄像装置检测到的辐射信息，可对摄像装置的位置以及辐射强度进行分析得到待测区域内辐射强度随位置以及时间的变化。
附图说明
19.图1为本发明一种基于可见光传感器的辐射监测系统中摄像装置与后台服务器的连接示意图；图2为摄像装置与后台服务器的结构框图；图3为后台服务器的结构框图；图4为本发明一种基于可见光传感器的辐射监测方法的流程图；图5为图4中分析辐射强度步骤的细化流程图。
具体实施方式
20.以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。如图1和图4所示，本发明提供了一种基于可见光传感器的辐射监测方法，其采用设置有可见光传感器的摄像装置如道路监控、网络摄像头或者手机摄像头中的一种或多种对待测区域内的辐射信息进行实时监测。其中，可见光传感器采用基于半导体的传感器，每一个传感器像素为一个反向偏置的pn结。可见光传感器探测可见光的原理是可见光入射到某一个传感器像素的pn结上时，可见光的能量被吸收后传递给pn结上被束缚在晶格上的电子，这些电子获得能量后变成可自由移动的电子，从而形成电信号。然而，除了可见光以外，x射线、γ射线等也可以传递能量给pn节上的电子，使其具备可自由移动的能力形成可自由移动的电子，形成噪音电流。基于此，本发明的辐射监测方法的具体步骤如下：接收辐射：通过摄像装置中的可见光传感器接收辐射；具体的，可见光传感器接收辐射源释放的x射线或γ射线。摄像装置设置多个且分布于待测区域的不同位置，多个摄像装置分别接收其所在位置的辐射。
21.转变辐射能量：可见光传感器中pn结接收辐射产生的能量并产生可自由移动的自由电子，并形成噪音电流并使摄像装置拍摄的图像产生噪音部分。
22.分析辐射强度：识别和提取图像中的噪声部分，利用噪声部分估计摄像装置所在位置的辐射强度。
23.数据上传：将得到的摄像装置的所在位置信息以及所在位置辐射强度信息实时上传至后台服务器；
分析记录：后台服务器接收摄像装置的辐射强度信息以及摄像装置的位置信息并对辐射强度信息进行分析记录，得到摄像装置所在位置辐射强度的变化情况。其中，后台服务器对多个位置的摄像装置上传的辐射强度信息进行分析记录，得到待测区域内多个摄像装置所在位置的辐射强度随时间的变化，从而得到待测区域内辐射强度随位置和时间的变化情况。为便于对待测区域内的辐射强度进行对比，可预先采用该基于可见光传感器的辐射监测方法在安全辐射标准环境内进行测量得到标准辐射强度信息，根据标准辐射强度信息与对待测区域内测量得到的辐射强度信息进行对比，估算待测区域的辐射强度。
24.其中，安全辐射标准环境可采用电磁辐射环境保护管理办法中对辐射划定的一级安全标准，即高频辐射小于10μw/cm2，低频辐射小于10v/m；此外，安全辐射标准环境也可根据需要采用高于或低于一级安全标准的其他标准。
25.进一步参照图5，分析辐射强度步骤具体包括：制作差分图像：接收摄像装置连续拍摄的环境图像并将相邻帧的图像相减得到每一帧图像与其相邻帧的差分图像；处理差分图像：根据得到的差分图像检测差分图像中的运动物体区域，并去除差分图像中的运动物体区域；提取噪音部分：检测去除运动物体区域的差分图像的帧图像是否含有因图像噪音电流产生的辐射亮斑，提取含有辐射亮斑的部分组成图像的噪音部分估算辐射强度：根据图像的噪音部分中辐射亮斑的强度估算摄像装置所在位置的辐射强度。
26.此外，如图1和图2所示，本发明还提供了一种基于可见光传感器的辐射监测系统，包括：辐射接收模块：包括可见光传感器，通过可见光传感器接收辐射，所述可见光传感器产生电信号；辐射接收模块设置有多个，且多个辐射接收模块分布于待测区域内且相互分离。
27.图像成型模块：与辐射接收模块电连接并接收辐射接收模块中可见光传感器产生电信号并进行处理得到图像。其中，每个图像成型模块可用于接收一个或多个辐射接收模块产生的电信号；优选的，图像成型模块设置有多个且与辐射接收模块一一对应，每个图像成型模块用于接收一个辐射接收模块产生的电信号。
28.图像处理模块：与图像成型模块电连接并用于提取图像中的噪音部分，根据噪音部分估算辐射强度。其中，图像处理模块设置有多个且与图像成型模块一一对应。
29.数据处理模块：与图像处理模块信号连接并接收图像处理模块得到辐射强度信息，根据辐射强度信息估算辐射接收模块所在位置辐射强度的变化情况。其中，数据处理模块可接收多个位置的辐射接收模块对应的图像处理模块提供的辐射强度信息，并根据不同位置的辐射强度信息得到待测区域内辐射随位置和时间的变化情况。
30.显示模块：与数据处理模块电连接并可将数据处理模块处理得到的辐射接收模块所在位置辐射强度的变化情况以可视化的形式显示。
31.进一步参照图3，数据处理模块具体包括：信号接收单元：与图像处理模块信号连接并用于接收图像处理模块得到辐射强度信息；存储单元：与信号接收单元电连接并用于存储信号接收单元接收的辐射强度信息；此外，存储单元预先存储有所述基于可见光传感器的辐射监测系统在安全辐射标准环境内得到的标准辐射强度信息；
数据处理单元：与存储单元电连接并可调取存储单元内的辐射强度信息以及存储单元预存储的标准辐射强度信息，并对辐射强度信息进行分析处理；同时，对存储单元接收的辐射强度信息与标准强度信息进行对比，估算待测区域的辐射强度。
32.辐射接收模块、图像成型模块以及图像处理模块集成于摄像装置中。辐射接收模块采用摄像装置中的光传感器，图像成型模块采用摄像装置自身的图像成型元件组成。图像处理模块采用集成于摄像装置的处理芯片；其中，若摄像装置采用道路监控、网络摄像头等，则在其处理芯片中加载图像处理程序实现图像处理功能；若摄像装置采用手机、平板等，则可将进行图像处理的程序通过可实现图像处理的专用app程序下载于手机或平板内实现图像处理功能。
33.综上可知，本发明的基于可见光传感器的辐射监测系统及方向可通过将对应的程序模块加载于摄像装置中并通过摄像装置对其所在位置的辐射信息进行监测。而通过人们日常生活中使用的道路监控、网络摄像头或者手机摄像头作为摄像装置，无需采用专用的辐射检测仪等检测设备进行检测，检测成本较低；并且采用摄像装置进行检测，可实现长时间的实时监测。通过采用图像处理模块对图片中的噪音部分进行分离，使得摄像装置在进行辐射监测时仍可保持正常的摄像功能。通过采用后台服务器接收多个位置的摄像装置检测到的辐射信息，可对摄像装置的位置以及辐射强度进行分析得到待测区域内辐射强度随位置以及时间的变化。
34.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。