高速安全检查系统的制作方法

高速安全检查系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开用于扫描由铁道运载的货物的高速扫描系统。该系统使用在一个实施例中具有锥形束X射线几何形状的二维X射线传感器阵列。X射线源的脉冲率基于移动货物的速度调制，以允许货物在X射线脉冲之间行进的距离对于单能量源等于检测器的宽度，并且对于双能量源而言等于检测器的宽度的一半。这确保X射线暴露和经过对象的速度之间的精确定时，由此即使高速度情况下的精确货物扫描。
【专利说明】高速安全检查系统
[0001]交叉引用
[0002]本申请依赖2012年2月8日提交的美国临时申请第61/596，648用于优先权，并且通过引用的方式将其并入本文。

【技术领域】
[0003]本发明一般涉及用于拍摄车辆上包含的威胁和禁运品并且更具体地涉及用于拍摄诸如铁道货物车的高速铁道系统上运载的货物的安全系统。

【背景技术】
[0004]材料的发货(包括信件、商品、原料和其他商品的发货)是任何经济的组成部分。典型地，以发货容纳箱或者货物箱的形式出货材料。这种容纳箱或者箱包括半挂车、大型卡车和铁道车以及可以运载在集装箱船或者货物飞机上的联运集装箱。然而，这种发货或者货物集装箱也用于禁运品的非法运输。这些威胁的检测要求安全且精确但也高度有效的检查系统，以不对大量物品强加过多延迟或者处理负担。
[0005]具体地，出于安全检查的目的存在自动扫描由列车运载的货物的需要。该货物典型以集装箱化的形式，由此集装箱具有标准尺寸和形状。运载货物的列车典型以高速(在20km/h到150km/h)行进；因此，安全检查处理应当能够以这样的高速进行，而不干扰贸易的流动。另外，系统必须不将可能呈现在货物列车上的任何工人(诸如司机或者司闸员)暴露于辐射，同时对于可能隐藏在货物内的个人的辐射应当被降低至合理低水平。
[0006]用于检查集装箱化货物的已知扫描处理包括X射线扫描、从货物发射的蒸汽的化学分析、倾听来自货物的声音以检测活体以及由一个或者多个保安人员最终介入的人工搜索。
[0007]在世界的几乎所有区域最普通的是使用X射线扫描用于扫描集装箱化货物。这里，已经开发各种系统，包括移动扫描仪(其在扫描期间驾驶经过在调查下的对象)、基于轨道的扫描仪(其中，在检查下的车辆驾驶通过检查区)、基于吊架的扫描仪(其在扫描期间沿着轨道驾驶经过在检查下的对象)和便携式扫描仪(其中，车辆驾驶通过扫描仪并且要么整个车辆要么仅仅货物被扫描)。
[0008]多数X射线扫描仪要么使用线性加速器要么使用X射线管来在X射线的扇形束内产生严格准直的必要穿透辐射。线性加速器系统使用典型在IMV到9MV范围内的能量，而基于X射线管的系统使用在10kVp至450kVp范围内的能量。替代辐射源包括诸如Co-60或者Cs-137之类的伽玛射线发射材料或者诸如电子感应加速器之类的X射线源。偶尔地，中子源用于扫描货物，包括诸如Am-Be或者Cf-252之类的同位素源或者诸如D-D或者D-T脉冲中子生成器之类的电子源。
[0009]在每种情形下，通过诸如从线性加速器可实现的脉冲率或者根据X射线管的允许剂量率之类的因素约束系统的扫描速度，以提供货物的足够穿透，同时提供占有货物的安全扫描。
[0010]本领域技术人员已知的系统以小于15km/h的扫描速度运行，以保留可接受的图像质量。该速度由来自扇形束X射线源的脉冲率和X射线传感器阵列的相对窄宽度确定。
[0011]因此，存在对在提供要求用于拍摄铁道车上的货物的更高扫描速度方面不受约束的扫描系统的需要。此外，要求这种扫描系统在不管扫描速度的情况下维持极好图像质量。


【发明内容】

[0012]在一个实施例中，本说明书中描述的系统有利地使用与锥形束X射线几何形状组合的二维X射线传感器阵列。本说明书中描述的扫描系统还允许具有最小错误警报的最大威胁检测，由此增加吞吐量。
[0013]在一个实施例中，本说明书描述的扫描系统有利地认识X射线暴露和经过对象的速度之间的精确定时是关键的并且取决于X射线传感器的二维阵列的宽度。
[0014]在一个实施例中，本说明书是用于扫描高速行进的货物的X射线检查系统，包括:X射线源，用于生成X射线的透射束，以辐射货物；至少一个检测器阵列，用以接收通过所扫描货物透射的X射线束信号，其中，所述X射线源和所述检测器阵列放置在检查区的相对侧；以及控制系统，用于调制所述X射线源，以使得X射线源的脉冲率与经过货物的速度成正比例。
[0015]在一个实施例中，本说明书针对用于扫描货物的X射线系统，该系统包括:X射线源，用于生成X射线的锥形束，以辐射货物；至少一个二维检测器阵列，用以接收通过所扫描货物透射的X射线束信号，其中，所述X射线源和所述检测器阵列放置在货物的相对侧；运动系统，用以沿着与X射线束的平面垂直的线性轨迹传输货物通过X射线系统束；以及控制系统，用于调制所述X射线源，以使得X射线的脉冲率与经过货物的速度成正比例。
[0016]在一个实施例中，本发明的系统的X射线源是单能量源。
[0017]在一个实施例中，调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间的货物行进的距离等于检测器阵列的宽度。
[0018]在另一实施例中，X射线源是双能量源。在该情形下，调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由货物行进的距离等于检测器阵列的宽度的一半。
[0019]在一个实施例中，该运动系统包括列车。
[0020]在另一实施例中，该运动系统包括卡车。
[0021]可选地，X射线系统用于扫描由铁道运载的货物。
[0022]可选地，本说明书的系统还描述准直器，用以抑制来自检测器阵列的散射辐射。
[0023]可选地，该控制系统位于远离所述扫描系统。
[0024]在另一实施例中，本说明书针对用于扫描由以高速行进的列车运载的货物的X射线检查系统，该系统包括:x射线源，用于生成X射线束，以辐射货物；至少一个检测器阵列，用以接收通过所扫描货物透射的X射线束信号，其中，所述X射线源和所述检测器阵列放置在检查区的相对侧；以及控制系统，用于调制所述X射线源，以使得X射线源的脉冲率与经过货物的速度成正比。
[0025]在一个实施例中，X射线源是单能量源。
[0026]在一个实施例中，调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间的货物行进的距离等于检测器阵列的宽度。
[0027]在另一个实施例中，X射线源是双能量源。在该情形下，调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间的货物行进的距离等于检测器阵列的宽度的一半。
[0028]在一个实施例中，由高能量X射线和低能量X射线交替辐射货物，以实现材料特征化。
[0029]可选地，X射线系统还包括用于获取货物的光学图像的系统。另外，可选地，如果从其光学图像识别有效集装箱码，则扫描货物集装箱。
[0030]可选地，该控制系统还包括用以确定经过货物的速度的系统。
[0031]可选地，该控制系统位于远离所述扫描系统。
[0032]本说明书还针对用于扫描移动货物的X射线系统，该系统包括:X射线源，用于生成X射线的锥形束，以辐射移动货物，其中，移动货物沿着与X射线的锥形束的平面垂直的线性轨迹行进；至少一个二维检测器阵列，用以接收通过移动货物透射的X射线的锥形束，其中，所述X射线源和所述至少一个检测器阵列放置在移动货物的相对侧；传感器，用以测量移动货物的速度；以及控制系统，用于从传感器接收指示所述速度的数据并且基于移动货物的速度和所述检测器阵列的尺寸来调制X射线的脉冲率和锥形束的能量等级中的至少一个。
[0033]在一个实施例中，X射线源是单能量源。在一个实施例中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间的移动货物行进的距离基本等于检测器阵列的宽度。
[0034]在另一个实施例中，X射线源是双能量源。在一个实施例中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间的移动货物行进的距离基本等于检测器阵列的宽度的一半。
[0035]在一个实施例中，由列车沿着所述轨迹推进该移动货物。
[0036]在另一个实施例中，由卡车沿着所述轨迹推进该移动货物。
[0037]在一个实施例中，X射线系统还包括准直器，定位在所述检测器阵列附近，以抑制来自检测器阵列的散射辐射。在一个实施例中，准直器包括多个配置为行和列以形成网格的多个准直器片状物。
[0038]在一个实施例中，该控制系统位于远离所述扫描系统。
[0039]本说明书也针对用于扫描由以高速行进的列车运载的移动货物的X射线检查系统，该系统包括:x射线源，用于生成X射线束信号，以辐射移动货物；至少一个检测器阵列，用以接收通过移动货物透射的X射线束信号，其中，所述X射线源和所述检测器阵列放置在所述列车的相对侧以形成检查区；以及控制系统，用于调制所述X射线源，以使得控制器基于移动货物的速度和检测器阵列的宽度的函数来调制X射线源的脉冲率和能量等级中的至少一个。
[0040]在一个实施例中，X射线源是单能量源。在一个实施例中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离等于检测器阵列的宽度。
[0041 ] 在另一个实施例中，X射线源是双能量源。在一个实施例中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离等于检测器阵列的宽度的一半。在一个实施例中，控制器系统使得X射线源在高能量X射线束发射和低能量X射线束发射之间交替切换，以生成指示所述移动货物内的材料的特征的数据。
[0042]在一个实施例中，X射线系统还包括用于获取移动货物的光学图像的系统。在一个实施例中，控制系统从所述系统接收光学数据用于获取获取光学图像，并且基于光学数据，确定所述移动货物是否应该利用所述X射线束信号扫描。
[0043]在一个实施例中,控制系统还包括传感器系统，以确定移动货物的速度。
[0044]在一个实施例中,控制系统位于远离所述扫描系统。
[0045]将在下面提供的附图和详细描述中更详细地描述本发明的前述和其他实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0046]将认识本发明的这些和其他特征和优点，因为当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述它们变得更好理解，在附图中:
[0047]图1提供根据本说明书中描述的系统的一个实施例的系统几何形状的总览；
[0048]图2图示图1中所示的检查区的顶视图；
[0049]图2a是绘制脉冲速率关于被检查的货物的速度的示图；
[0050]图3a图示本说明书中描述的扫描系统的单个跟踪配置(installat1n)的示例性布置；
[0051]图3b图示本说明书中描述的扫描系统的成对跟踪系统安装的示例性布置；
[0052]图4a图示用以抑制来自检测器阵列的散射辐射的准直器装配的实施例；
[0053]图4b图示用以抑制来自检测器阵列的散射辐射的准直器装配的另一实施例；
[0054]图4c图示用以抑制来自检测器阵列的散射辐射的准直器装配的另一实施例；
[0055]图4d图示用以抑制来自检测器阵列的散射辐射的准直器装配的另一实施例；
[0056]图5是示出高原子数(高Z)和低原子数(低Z)材料之间的材料区别的图形；
[0057]图5a图示根据本说明书中描述的系统的一个实施例的双能量成像；
[0058]图6提供根据本说明书中描述的系统的一个实施例的列车扫描仪系统的代表性布局;
[0059]图7图示根据本说明书中描述的系统的一个实施例的控制系统的框图；
[0060]图8是图示示例性扫描处理的示图；以及
[0061]图9是图示本说明书中描述的系统的示例性远程联网配置的示图。

【具体实施方式】
[0062]在一个实施例中，本说明书公开了用于使用能够在20km/h至150km/h范围中提供更高的扫描速度的扫描系统设计检测由在轨路上行进的列车运载的货物中的禁运品和威胁的系统和方法。本说明书中描述的扫描系统，即使在高扫描速度下也产生极好的图像质量。
[0063]在一个实施例中，本说明书中描述的系统有利地使用以锥形束X射线几何形状组合的二维X射线传感器阵列，而非本领域已经可用的将严格准直X射线扇形束投射到传感器的窄列上。本说明书中描述的扫描系统还允许具有最小错误警报的最大威胁检测并且由此增加吞吐量。
[0064]在一个实施例中，本说明书中描述的扫描系统有利地认识到X射线暴露和经过对象的速度之间的精确定时是关键的并且取决于X射线传感器的二维阵列的宽度。
[0065]本说明书针对多个实施例。提供下面的公开以使得本领域的普通技术人员能够实践本发明。本说明书中使用的语言不应被解释为任何特定实施例的一般否认或者用于限制超出本文使用的术语的含义的权利要求。本文定义的一般原理在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以应用于其它实施例和应用。此外，使用的术语和措辞用于描述示例性实施例的目的，并且不应被认为是限制性的。因而，本发明使包含多个替代、修改和等效物的最宽范围与公开的原理和特征一致。为了清楚的缘故，不详细描述涉及与本发明有关的【技术领域】已知的技术材料的细节，以免不必要地使本发明模糊。
[0066]在图1中提供系统几何形状的总览。参考图1，示出线性加速度X射线源101，将X射线102的锥形束辐射到二维X射线检测器阵列103上。检测器阵列103和X射线源101位于检测区的相对侧，在一个实施例中该相对侧是运载货物集装箱的列车通过其行进的铁路轨道附接的区域。虽然在由铁道运载的货物的自动扫描的背景中在本说明书中描述本发明，但是本领域的技术人员将认识图1中所示的系统可以按照应用需要，应用于任何车辆中的扫描货物，并且在诸如移动、拖车、吊架和便携式配置之类的任何配置中实现。
[0067]在一个实施例中，X射线检测系统与当其通过扫描区时在基本线性路径上移动的货物一起工作。为了允许在X射线源和检测器之间的铁道轨道上经过的铁道货物的精确扫描，本发明确保X射线暴露和经过对象的速度之间的精确定时。该关键定时反过来取决于X阵列传感器的二维阵列的宽度。图2示出从上面向下看到轨道201的平面的检查区202的视图。如可以从图中看到，有必要的是，货物在X射线脉冲203之间行进的距离基本并且在一个实施例中对于单个能量系统正好匹配检测器204的宽度。在双能量系统的情形下，该距离应当等于检测器的宽度的正好一半。推荐使用双能量成像用于最佳图像质量，这是因为在检查下的对象的所有区域在该情形下完全分析，并且由此，在一个实施例中，本发明的系统采用双能量X射线源。
[0068]因此，基于经过货物的速度并且基于已知的检测器尺寸将X射线脉冲定时以发出脉冲，以使得货物在脉冲之间行进的距离基本等于检测器宽度或者其某一部分。应当理解，用以操作X射线源的控制器系统和用以处理检测到的数据的处理系统可以利用检测器的已知宽度、检测器的已知宽度的一半或者与检测器有关的某一其他尺寸预编程。
[0069]在本发明的另一方面中，驱动X射线源的控制系统与经过货物的速度成正比例地调制X射线源的脉冲率。这在图2a中示出，图2a绘制脉冲率210关于货物211的速度。该图形的梯度是检测器阵列的宽度的简单函数，即，检测器阵列越宽，图形的梯度就越小。
[0070]作为示例，考虑列车正在以100km/h移动通过系统。这等同于速度27.8m/s。对于具有最大脉冲率300Hz的X射线源，定标于货物的中心的检测器阵列的宽度应该是27.8m/s除以300，其在单能量成像的情况下等于0.093m或在双能量成像的情况下等于0.185。相同的简单计算可以用于计算任何其他情况下的脉冲率或者检测器宽度。作为示例，对于具有定标于货物的中心的0.185m的检测器宽度的双能量系统，在扫描速度50km/h时，线性加速器(Linac)脉冲率应当是150Hz。
[0071]在一个实施例中，指定系统的空间分辨率，以在确定检测器阵列的所需宽度之后，确定在检测器的二维阵列内需要的检测器元件的数量。例如，如果在双能量成像系统以最大脉冲率300Hz在100km/h的成像图像中需要4mm栅格分辨率，则定标于货物的中心的各个检测器元件宽度应当不多于4mm，所以在检测阵列的宽度上需要至少(185/4) = 47个检测器。
[0072]为了最小化X射线检测器阵列的成本，减小系统的放大倍率以确保X射线检测器阵列的宽度尽可能接近在货物的中心的定标宽度是合理的。因此，如图3a中所示，在一个实施例中，X射线源301理想地远离货物302，而检测器阵列303接近货物地放置。这是因为锥形束304内平行的各个X射线束，由于X射线图像中的相邻投射之间的减小的视差，最终图像质量越好。然而，X射线源离货物越远，由于平方反比定律，信号强度减小越多。这导致对于给定源强度X射线图像的更低穿透性能。因而，存在图像质量、穿透性能和最终辐射保护问题之间的折中。在给定所需安装地点和图像性能需要的特定约束的情况下，典型由本领域技术人员分析该折中。
[0073]如图3a中所示，在用于扫描货物302的单个单元的单轨道铁道配置中每次采用单个直检测器阵列303。图3b示出用于同时扫描货物的两个相邻单元(312和322)的成对轨道系统。在本实施例中，由检测器阵列的两个部分(垂直部分323组合倾斜阵列部分313)更有利地服务成对轨道系统。在替代实施例中，可以使用单个曲线阵列部分来替代垂直和倾斜阵列部分的组合。相应地，X射线源392朝相对于地表面垂直(直立地)定位的第一检测器阵列323和定位在第一检测器阵列上面并且在X射线源392的方向上相对于地表面成锐角的第二检测器阵列定向，并且与该第一检测器阵列323和第二检测器阵列313对齐。
[0074]本领域的技术人员将理解，X射线通过是50keV至9MeV的感兴趣能量范围中的各种机制的事物交互。该上下文中的最重要机制是康普顿散射、光电吸收和电子偶的产生。光电吸收和电子偶的产生均导致在重发射更低的能量辐射(分别是特征X射线和511keV伽马射线)的情况下来自主光束的X射线的损失。然而，康普顿散射造成入射X射线的能量和方向改变二者。因而，之前沿着一个路径行进的X射线可以转向为沿着新路径移动。该散射X射线可以与是本发明的主题的宽检测器阵列交互，导致射线照相对比度的减小。这对整个系统性能有负面影响。
[0075]为了应对该负面影响，在本发明的另一方面，提供用于抑制来自检测器阵列的散射辐射的准直器。这改进图像对比度并且最终也改进系统的穿透性能。图4a示出被切割或者以其他方式被加工为梳状结构的适当衰减材料的两个片状物401和402。用于这种片状物的适合材料包括纯钨、钨的合金和铅或者其他容易被加工的高Z材料(诸如钥或者不锈钢)的合金。衰减片状物的厚度取决于诸如检测器间距、检测器阵列内的各个检测器元件之间的间隔和由X射线源产生的X射线能量的光谱分布之类的因素。在一个实施例中，在考虑所有前述因素之后，可以将衰减片状物401、402的厚度选取为范围0.3mm至1.5mm。
[0076]图4b、4c和4d示出用于制造本发明中使用的示例性准直器的组装步骤。图4b示出图4a中所示的两个片状物如何互锁以形成交叉状结构403。图4c示出多个交叉片状物404如何使用单个片状物405被互锁。图4d示出用于覆盖整个检测器模块的准直器片状物406的整个二维互锁阵列。当被整个构建时，准直器片状物406的阵列包括由各个准直器405、404形成的多个行和列，其中多个行和列创建多个中空空间或者单元。
[0077]在一个可选实施例中，在准直器片状物406的阵列中的每个列的底部和顶部提供隔片，以确保准直器孔径保持打开，材料本身可能遵循互锁沟槽的加工而变卷曲，因而将结构力给入准直器片状物的阵列。在一个实施例中，这些隔片有利地由诸如塑料或者铝之类的低衰减材料制造，以最小化它们在X射线图像中的影响。
[0078]通过各个准直器开口的长度与宽度的比率来影响准直器的性能。长度与宽度的比率越高，准直器的散射抑制(scatter reject1n)越好；然而,这种实施例对于生产更昂贵。范围从5到50的长宽比是理想的，并且甚至更具体地，大约20的长宽比很可能被发现具有最佳工程优化。
[0079]为了提供最佳诊断信息，本发明的安全扫描仪提供有材料辨别能力。这里，向图像中的各个像素应用着色。该颜色取决于沿着X射线从源到检测器已经遵循的路径的平均原子数量。这意味着以两个不同能量进行对象的每个体积积分的测量，并且比较高和低有效能量二者的X射线束的传送。该结果是基本如图5所示的绘图。H指代高能量信号，并且L指代低能量信号。在垂直轴上绘制差异(H-L) 501，而在水平轴上绘制总和(H+L)502或者
H、L的平均值。产生图形503有区别地示出高Z和低Z材料。在一个实施例中，图形503转为查找表用于对各个像素着色，以区分图像中的材料。另外的平滑按需要被应用于图像，以减少光子噪声的影响。
[0080]在本说明书的另一方面中，布置图1和图2中所示的锥形束，以使得检测器阵列中的每个像素对于货物中的每个点辐射两次，一次以高能量光束辐射并且一次以低能量光光束辐射。图5a图示当前发明如何提供双能量成像能力。参考图5a，全检测器阵列510首先由高能量X射线光束511照射。一旦货物已经行进了等于检测器阵列的宽度一半的距离时，整个检测器阵列再次由低能量X射线束512照射。因此，存在不同能量的两个脉冲之间的重叠区域513，其形成材料特征化的信号。来自阵列的数据需要根据每个X射线脉冲重新布置，以使得根据给定脉冲来自阵列的数据的一半用来利用来自随后脉冲的阵列的另一半的数据形成材料分离图像。来自给定脉冲的另一半数据用于匹配来自之前脉冲的数据。应当理解，利用检测器宽度编程并且接收来自速度传感器的关于货物的经过速度的信号的控制器用于控制高能量脉冲和低能量脉冲的定时和选择。
[0081]在本发明的另一方面中，有必要提供时间精确控制系统，以确保每个X射线脉冲恰好在正确时间出现，该时间取决于货物的当前速度和货物是否呈现在X射线束区域中。作为示例，考虑列车以100km/h移动。这等于以300Hz的脉冲率每脉冲93mm的距离。因此，在光束接通-关断切换次数计算为比X射线脉冲的抖动时间(即，在300Hz脉冲率，1.5ms)的一半更好的情况下，该控制系统应该能够确保比系统的空间分辨率的一半更好或者该距尚的大约2 % ( = (1/300) *0.02 = 0.067ms)的脉冲稳定性。
[0082]图6提供用于以这些高速扫描速度的操作的列车扫描仪系统的代表性布局。到达列车触发在铁道轨道602上安装的车轴计数器601。车轴计数器是可以提供时间以及速度和方向信息的可靠装置。一个或者多个红外路闸603放置在轨道上。当货物截断这些光束时，推导出相对于车轴跨越车轴计数器的最后时间的货物开始的精确时间。光束状态改变触发了光学识别系统604，以从货物的一个或者多个侧面捕获图像。该光学识别604系统也依据经过货物记录集装箱数量。
[0083]当列车沿着轨道经过扫描区606时，车轴将开始触发与扫描区相邻的第二车轴计数器605。然后控制系统计算货物的引导和拖尾边缘将通过X射线束的时间，典型为亚毫秒级精确度，被称为最近车轴交叉。然后控制系统激活X射线启用信号，以在适当时间强加接通和断开来自源607的由轨道602的相对侧上的检测器阵列608适当检测到的X射线束。
[0084]图7图示根据本发明的一个实施例的控制系统的框图。该控制系统有利地包括微处理器701，该微处理器701具有电子支持以记录分别来自包括IR传感器702、光学识别系统和车轴计数器I和2、704和705的各种系统传感器的事件时间。该微处理器701使用这些输入以计算X射线接通和断开时间706。并行地，在处理逻辑控制器(PLC)707周围建立的标准安全系统监测E-停止电路708、相关联的X射线互锁电路709和操作员驱动系统启用信号的正常，以提供一个或者多个信号710。来自PLC的信号712由AND门711门限(gate)，以向X射线源712提供X射线接通-关断门。图7的电路提供X射线接通/断开信号的低延迟、低抖动定时，以满足高速度检查的要求。
[0085]在本说明书的另一方面中，来自光学识别系统的结果用于确定X射线图像是否应当被获取用于列车的每个组件。这里，使用IR传感器以确定包括火车头、车厢或者其他没有集装箱化的货物的列车上的每个对象的开始和结束时间。IR传感器触发通过自动集装箱码识别软件分析的货物的光学图像的获取。如果没有识别出有效集装箱码，则不应当进行该货物的X射线。然而，如果识别出有效集装箱码，则应当扫描该货物。在图8中的示例的帮助下总结该处理。这里，通过IR束识别四个潜在货物801。每个可能的货物在其通过入口线到扫描仪时利用序列号标识出。在某一稍后点，光学识别系统与IR货物号相关地返回检查结果802。因而，对于每个货物集装箱，光学识别可以返回简单“是”或“否”，或者也可以包括对检查结果的信任等级。在一个实施例中，信任等级代表已经利用有效检验和识别出的码。因此，例如，90%或者更大的信任暗示所需码已经与有效检验和一起被正确地识别出。小于该信任等级将暗示有效码图案已经识别但是是利用不正确的校验和识别的，也就是，已经不正确地读出一个或者多个字符。
[0086]在对于给定货物接收到正面的光学识别检查结果并且检查结果伴随令人满意的信任等级的情况下，则然后将对该货物照X射线。图8示出其中因为一个光学识别结果803返回“否”所以四个可能货物中的三个被检查的示例。不存在对于“否”货物803的X射线扫描，如从扫描线805看到的。为了最大化光学识别可靠性，认识到不止一个光学识别系统可以用于分析来自单个集装箱的集装箱号。因而，在一个实施例中，系统采用两个光学识别系统观看集装箱的任一侧，而第三个光学系统监测货物的顶部的号。使用光学识别系统的数量越多，系统变得越可靠。本领域的技术人员将理解可以另外引入附加安全协议。例如，在一个实施例中，需要所有光学识别系统返回有效结果。这减少可操作扫描产出，但也将相应地减小错误辐射非集装箱化货物的概率。
[0087]本领域的技术人员应当理解可以使用诸如扫描激光传感器、感应传感器、3D可见光相机等以及已经标识出的传感器的替代配置设计替代控制系统。也应当明白控制系统可以设计用于单个轨道单方向扫描、单轨道双方向扫描以及甚至多轨道、双方向扫描。除了使用全自动控制系统，也可以使用半自动控制系统，其中，操作员在扫描之前加载列车配置。在一些环境下，手动控制系统可能是有利的，由此操作员选择货物是否应当在其通过系统时被扫描。控制系统的最终选择总是取决于局部要求。在每种情形下，文本描述的关键发明保持有效。
[0088]在本发明的另一方面中，要认识，对于这种自动系统工作在远离系统操作员的情况下可能是有利的。图9示出联网配置的示例，其中，源901、传感器902、PLC 903、控制系统904和数据获取系统位于扫描位置，而操作员工作站911、系统管理员912和主数据库913位于更方便但是远的地点。它们使用切换器915通过网络920联合。在一个实施例中，网络920有利地是基于光纤的系统，以处理可能涉及的相对高数据率和长距离。
[0089]上面的示例仅仅图示本发明的的系统的很多应用。虽然本文已经描述本发明的几个实施例，但是应当理解可以在不背离本发明的精神或者范围的情况下，以很多其他特定形式体现本发明。因此，本示例和实施例可以被认为是图示性而不是限制性，并且可以在所附权利要求的范围内修改本发明。
【权利要求】
1.一种用于扫描移动货物的X射线系统，该系统包括: X射线源，用于生成X射线的锥形束，以辐射移动货物，其中，移动货物沿着与X射线的锥形束的平面垂直的线性轨迹行进； 至少一个二维检测器阵列，用以接收通过移动货物透射的X射线的锥形束，其中，所述X射线源和所述至少一个检测器阵列放置在移动货物的相对侧； 传感器，用以测量移动货物的速度；以及 控制系统，用于从传感器接收指示所述速度的数据并且基于移动货物的速度和所述检测器阵列的尺寸来调制X射线的脉冲率和锥形束的能量等级中的至少一个。
2.如权利要求1所述的系统，其中，X射线源是单能量源。
3.如权利要求2所述的系统，其中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离基本等于检测器阵列的宽度。
4.如权利要求1所述的系统，其中，X射线源是双能量源。
5.如权利要求4所述的系统，其中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离基本等于检测器的宽度的一半。
6.如权利要求1所述的系统，其中，由列车沿着所述轨迹推进所述移动货物。
7.如权利要求1所述的系统，其中，由卡车沿着所述轨迹推进所述移动货物。
8.如权利要求1所述的系统，还包括准直器，定位在所述检测器阵列附近，以抑制来自检测器阵列的散射辐射。
9.如权利要求9所述的系统，其中，所述准直器包括配置为多个行和列以形成网格的多个准直器片状物。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统位于远离所述扫描系统。
11.一种用于扫描由以高速行进的列车运载的移动货物的X射线检查系统，该系统包括: X射线源，用于生成X射线束信号，以辐射移动货物； 至少一个检测器阵列，用以接收通过移动货物透射的X射线束信号，其中，所述X射线源和所述检测器阵列放置在所述列车的相对侧以形成检查区；以及 控制系统，用于调制所述X射线源，以使得控制器基于移动货物的速度和检测器阵列的宽度的函数来调制X射线源的脉冲率和能量等级中的至少一个。
12.如权利要求11所述的系统，其中，X射线源是单能量源。
13.如权利要求12所述的系统，其中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离等于检测器阵列的宽度。
14.如权利要求11所述的系统，其中，X射线源是双能量源。
15.如权利要求14所述的系统，其中，控制系统调制脉冲率，以使得X射线脉冲之间由移动货物行进的距离等于检测器的宽度的一半。
16.如权利要求15所述的系统，其中，控制系统使得X射线源在高能量X射线束发射和低能量X射线束发射之间交替切换，以生成指示所述移动货物内的材料的特征的数据。
17.如权利要求11所述的系统，还包括用于获取移动货物的光学图像的系统。
18.如权利要求17所述的系统，其中，控制系统从所述系统接收光学数据用于，用于获取光学图像，并且基于光学数据，确定所述移动货物是否应该利用所述X射线束信号扫描。
19.如权利要求11所述的系统，还包括传感器系统，以确定移动货物的速度。
20.如权利要求11所述的系统，其中，所述控制系统位于远离所述扫描系统。
【文档编号】G01N23/02GK104254769SQ201380013708
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年2月8日
【发明者】E.J.莫顿 申请人:拉皮斯坎系统股份有限公司