贯穿辐射应急探测模拟系统及方法与流程

文档序号:20076420发布日期:2020-03-10 09:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,包括:辐射模拟探测设备和主控微机,其中,

所述辐射模拟探测设备用于获取自身在设定辐射场中移动时的实时空间位置,并将所述实时空间位置发送给所述主控微机;

所述主控微机用于设置模拟辐射源的位置,根据所述模拟辐射源的位置和所述实时空间位置计算出所述辐射模拟探测设备在当前所处位置对应的辐射剂量率值,并将所述辐射剂量率值发送给所述辐射模拟探测设备进行显示。

2.根据权利要求1所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述辐射模拟探测设备包括:位置跟踪模块、控制模块、通信模块和显示模块,其中,

所述位置跟踪模块,用于实时输出所述辐射模拟探测设备在所述设定辐射场中移动时的经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值至所述控制模块;

所述控制模块,用于根据所述经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值计算所述辐射模拟探测设备在设定辐射场中的实时空间位置,将所述实时空间位置发送至所述通信模块;

所述通信模块,用于将所述实时空间位置发送给所述主控微机,接收所述主控微机发送的所述辐射模拟探测设备在当前所处位置对应的辐射剂量率值,并将所述辐射剂量率值发送给所述控制模块;

所述显示模块,用于基于所述控制模块的指令显示所述辐射剂量率值。

3.根据权利要求2所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述位置跟踪模块具体用于:

获取所述辐射模拟探测设备在所述设定辐射场中移动时的原始三轴加速度值和原始三轴角速度值;

对所述原始三轴加速度值和原始三轴角速度值进行dmp滤波和偏移校准,获得经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值。

4.根据权利要求3所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述控制模块具体用于:

基于所述经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值,利用两个不同计算方法计算三轴旋转角度值,并利用卡尔曼滤波融合所述两个不同计算方法得到的角度值,获得最优三轴旋转角度值;

基于所述最优三轴旋转角度值,利用等旋转矢量四子样算法解出四元数矩阵,通过所述四元数矩阵得到旋转矩阵;

利用所述旋转矩阵将所述经过预处理的三轴加速度值分量转换到模拟探测设备惯性坐标系三轴,通过积分误差修正得到三个方向位移,获得所述辐射模拟探测设备在所述设定辐射场中的实时空间位置;

其中,所述两个不同计算方法具体为:以加速度和重力加速度之间的关系计算三轴旋转角度,以预设时间长度进行角速度积分计算三轴旋转角度。

5.根据权利要求1所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述主控微机具体用于:

根据所述模拟辐射源的位置和所述实时空间位置计算出所述辐射模拟探测设备与所述模拟辐射源之间的空间距离;

基于所述空间距离,利用中子/γ剂量当量率计算公式,计算获得所述辐射模拟探测设备当前所处位置对应的辐射剂量率值。

6.根据权利要求1所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述主控微机还包括蓝牙主机模块,相对应地,所述辐射模拟探测设备的通信模块具体为蓝牙从机模块。

7.根据权利要求2所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述位置跟踪模块具体为mpu6050惯性传感器。

8.根据权利要求2所述的贯穿辐射应急探测模拟系统,其特征在于,所述控制模块具体为arduinounor3主控板。

9.一种应用于如权利要求1至8任一所述的贯穿辐射应急探测模拟系统的贯穿辐射应急探测模拟方法,其特征在于,包括:

获取辐射模拟探测设备在设定辐射场中移动时的实时空间位置;

设置模拟辐射源的位置,根据所述模拟辐射源的位置和所述实时空间位置计算出所述辐射模拟探测设备在当前所处位置对应的辐射剂量率值,并将所述辐射剂量率值发送给所述辐射模拟探测设备进行显示。

10.根据权利要求9所述的贯穿辐射应急探测模拟方法,其特征在于,所述获取辐射模拟探测设备在设定辐射场中移动时的实时空间位置,具体为:

获取所述辐射模拟探测设备在所述设定辐射场中移动时的原始三轴加速度值和原始三轴角速度值;

对所述原始三轴加速度值和原始三轴角速度值进行dmp滤波和偏移校准,获得经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值;

基于所述经过预处理的三轴加速度值与三轴角速度值,利用两个不同计算方法计算三轴旋转角度值,并利用卡尔曼滤波融合所述两个不同计算方法得到的角度值,获得最优三轴旋转角度值;

基于所述最优三轴旋转角度值,利用等旋转矢量四子样算法解出四元数矩阵,通过所述四元数矩阵得到旋转矩阵;

利用所述旋转矩阵将所述经过预处理的三轴加速度值分量转换到模拟探测设备惯性坐标系三轴,通过积分误差修正得到三个方向位移,获得所述辐射模拟探测设备在所述设定辐射场中的实时空间位置;

其中,所述两个不同计算方法具体为:以加速度和重力加速度之间的关系计算三轴旋转角度,以预设时间长度进行角速度积分计算三轴旋转角度。

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