一种钴辐射源定位检测无人智能车及定位方法

技术领域

本发明涉及辐射源定位技术，尤其涉及一种钴辐射源定位检测无人智能车及定位方法。

背景技术

随着核技术的不断发展，各种高能射线也不断的应用于医疗以及战争等领域。常见的高能粒子射线主要有α射线、β射线、X射线以及γ射线。其中X射线与γ射线是穿透能力最强，对人体伤害最大的射线，而同样由于其的穿透其杀伤力被大量的应用于医疗和军事。其中钴辐射源是非常常见的γ射线辐射源，其辐射伤害极高，对于钴源的探测由于其对人体的极高伤害性，因此只能采用无人智能车的方案。

然而在意外情况中面对未明确钴辐射源的环境下，如何高效的实现钴源的精确定位目前仍没有得到最优的办法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钴辐射源定位检测无人智能车及定位方法，旨在运用辐射探测器配合SLAM技术实现高效精确的钴辐射源探测定位，为后续解决此类突发情况提供了方案。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种钴辐射源定位检测无人智能车，包括车体，所述车体的上端面设置有三个辐射探测器，所述三个辐射探测器呈三角形位置固定安装，所述车体上端面中部设置有可转动的SLAM成像头。

在一实施例中，该智能车的所述辐射探测器包括辐射屏蔽壳体、金刚石探测器、检测器、数据记录器以及探测电源，所述辐射屏蔽壳体上开设有孔，辐射射线穿过该孔照射于所述金刚石探测器上，所述金刚石探测器产生的电流信号由所述检测器转化为电压信号并通过所述数据记录器记录采集，所述探测电源给整体电路供给能量。

在一实施例中，该智能车的所述辐射屏蔽壳体由铅加工而成，所述辐射屏蔽壳体整体呈圆柱形，所述辐射屏蔽壳体的上端面呈半球状且中心开有孔。

在一实施例中，该智能车的所述检测器通过两侧的两个对称放置的固定柱固定于所述辐射屏蔽壳体内部，所述金刚石探测器固定安装于所述检测器的上表面中心处，所述数据记录器插在所述检测器上。

在一实施例中，该智能车的所述车体两侧设置有履带，所述车体内部对称地安设有伺服电机，所述伺服电机驱动所述履带。

在一实施例中，该智能车的所述车体内设置有供整体供电的电源。

在一实施例中，该智能车的所述车体的下底部设置有底部端盖，在所述底部端盖中心处设置有圆柱轴状的中间转头，所述中间转头安装在从所述车体中心伸出的圆柱管内，所述中间转头的下端固定与步进电机传动连接，所述中间转头的上端呈圆台状，所述SLAM成像头固定安装于所述中间转头的上端。

根据本发明的另一方面，还提供了一种钴辐射源定位方法，包括以下步骤：通过安设于无人智能车上的三个辐射探测器分别检测辐射速率，通过三点定位得出辐射源与车体所形成的角度，调整小车位置直至车身对准辐射源后，通过SLAM技术估算钴辐射源的坐标。

本发明实施例的有益效果是：

1、本发明巧妙的将辐射探测器安设于无人智能辐射探测车上，配合采用了SLAM技术的无人智能车实现智能化高效精确的钴辐射源定位检测，为未明确钴辐射源的危险突发情况提供了解决方法。

2、本发明采用三组辐射探测器配合方式，运用多点探测定位技术配合SLAM技术实现钴源方位探测和辐射源坐标定位，定位精确且高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1为本发明智能车的使用场景示意图。

图2为本发明智能车实施例的主视图。

图3为图2中的A-A截面剖视图。

图4为本发明智能车实施例的俯视图。

图5为本发明智能车实施例的辐射探测器主视图。

图6为图5中的B-B截面剖视图。

图7为本发明钴辐射源定位方法的检测过程示意图。

其中：1、场地；2、钴辐射源定位检测无人智能车；3、辐射源；2-1、探测车；2-2、辐射探测器；2-1-1、履带；2-1-2、车体；2-1-3、底部端盖；2-1-4、SLAM成像头；2-1-5、中间转头；2-1-6、圆锥滚子轴承；2-1-7、伺服电机；2-1-8、从动齿轮；2-1-9、驱动齿轮；2-1-10、步进电机；2-1-11、电源；2-2-1、辐射屏蔽壳体；2-2-2、固定柱；2-2-3、金刚石探测器；2-2-4、检测器；2-2-5、数据记录器；2-2-6、探测电源。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种钴辐射源定位检测无人智能车2，其应用于带有辐射源3的场地1上。

如图2至图4所示，该智能车包括车体2-1-2，车体2-1-2的上端面设置有三个辐射探测器2-2，三个辐射探测器2-2呈三角形位置固定安装，车体2-1-2的上端面中部设置有可转动的SLAM成像头2-1-4。通过安置于车体2-1-2上的多个辐射探测器，对比每个辐射探测器的辐射速率的变化，调整车体位姿解算出辐射源的方位，配合SLAM成像头2-1-4，实现高效精确的辐射源定位，同时实现了无人化安全作业，为未明确钴辐射源的意外情况提供了解决方案。

具体而言，辐射探测器2-2的结构如图5和图6所示，包括辐射屏蔽壳体2-2-1、金刚石探测器2-2-3、检测器2-2-4、数据记录器2-2-5以及探测电源2-2-6，辐射屏蔽壳体2-2-1上开设有孔，辐射射线穿过该孔照射于金刚石探测器2-2-3上，金刚石探测器2-2-3产生的电流信号由检测器2-2-4转化为电压信号并通过数据记录器2-2-5记录采集，探测电源2-2-6给整体电路供给能量。

金刚石探测器2-2-3采用化学沉积技术在铝片上沉积一层几十微米厚的多晶金刚石薄膜，再在金刚石薄膜表面镀上金属电极实现导通，由此在辐射射线的辐照下会产生电流的变化，由于辐射速率与电流值呈线性关系，因此根据电流大小即可得出辐射速率的大小。

进一步地，辐射屏蔽壳体2-2-1由铅加工而成，辐射屏蔽壳体2-2-1整体呈圆柱形，辐射屏蔽壳体2-2-1的上端面呈半球状且中心开有孔，辐射射线穿过该孔照射在金刚石探测器2-2-3上。

如图6所示，检测器2-2-4通过两侧的两个对称放置的固定柱2-2-2固定于辐射屏蔽壳体2-2-1内部，金刚石探测器2-2-3固定安装于检测器2-2-4的上表面中心处，数据记录器2-2-5插在检测器2-2-4上。

此外，车体2-1-2两侧设置有履带2-1-1，车体2-1-2内部对称地安设有伺服电机2-1-7，伺服电机2-1-7以差速驱动方式驱动履带2-1-1。车体2-1-2内设置有供整体供电的电源2-1-11。

为了实现SLAM成像头2-1-4的可转动，在车体2-1-2的下底部设置有底部端盖2-1-3并保持车体2-1-2密闭，在底部端盖2-1-3中心处设置有圆柱轴状的中间转头2-1-5，中间转头2-1-5安装在从车体2-1-2中心伸出的圆柱管内，中间转头2-1-5的下端借助从动齿轮2-1-8和驱动齿轮2-1-9与步进电机2-1-10传动连接，中间转头2-1-5的上端呈圆台状，中间转头2-1-5与圆柱管之间设置有圆锥滚珠子轴承2-1-6，SLAM成像头2-1-4固定安装于中间转头2-1-5的上端。在步进电机2-1-10的驱动下，中间转头2-1-5实现转动。

如图7所示，本发明还提供了一种钴辐射源定位方法，包括以下步骤：通过安设于无人智能辐射探测车上的辐射探测器检测辐射速率，即检测当前3个金刚石探测器所产生的电流信号，并将其转化为辐射速率；通过三点定位明确辐射源的方位，得出辐射源与车体所形成的角度；通过伺服电机驱动履带调整3个金刚石探测器的位置，直至车身对准辐射源后，再通过SLAM技术估算钴辐射源的坐标。三点定位技术和SLAM技术均已较为成熟，因此这里不再赘述。

由于辐射速率与距离的平方成反比，因此在车身对准辐射源后，还可以进一步计算出辐射源与车体之间的距离，再通过SLAM技术得到钴辐射源的坐标，以减少计算量。此外，SLAM成像头还可用于在行进过程中躲避障碍物等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

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