本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)及方法，采用電源系統(tǒng)為可見光-近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源，具有較高的穩(wěn)定性，成像控制器分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像，多個激光二極管及其驅(qū)動電源產(chǎn)生特定波長的激光，圖像采集與處理終端對成像控制器進行參數(shù)設(shè)置，并對在不同波長激光照射下的序列圖像進行采集、儲存和處理，根據(jù)圖像灰度反演處場景中的目標在不同激光波長下的反射率，參考預(yù)置的目標反射光譜特征庫確定檢測目標的種類，利用現(xiàn)有的設(shè)備和現(xiàn)有的程序，解決了安全檢測領(lǐng)域中存在的檢測難度大、危險液體與安全液體不易區(qū)分的問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及安全檢查領(lǐng)域，具體涉及一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
液態(tài)危險物品的非法運輸、使用嚴重影響公共安全，并成為新的恐怖活動手段，對液態(tài)物品的檢查、監(jiān)控日益受到重視。民航、鐵路等客運領(lǐng)域當(dāng)前對液體的檢查大多使用目視和氣味檢測的方法，漏判、誤判時有發(fā)生，并且難以應(yīng)付檢查高峰期的情形。目前廣泛使用的X射線安全檢查儀的主要檢查目標對象為槍支、刀具等金屬物品，而針對汽油、酒精等液態(tài)危險品的檢查則主要依靠人工。人工檢測方法在檢測效率、漏檢率等方面都不盡如人意，尤其在人流量較大的時段或場所，對公共場所的安全性要求和安全檢查的檢測效率之間存在的矛盾更加突出。2004年日本推出了易燃液體安全檢查儀，能夠?qū)崿F(xiàn)在不開啟容器的情況下檢測物質(zhì)成分。國內(nèi)清華同方威視技術(shù)股份有限公司液體安全檢查系統(tǒng)利用X射線技術(shù)對液體進行無損檢測。X射線安全檢查儀需要嚴格的輻射防護措施，有可能會破壞液體，儀器造價也比較昂貴。目前的檢測系統(tǒng)和檢測方法均存在的檢測困難，液體炸藥、松香水、汽油、丙酮、乙醇等易燃易爆液體與水、可樂、牛奶、果汁等安全液體區(qū)難以區(qū)分的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)及方法，解決目前的檢測系統(tǒng)和檢測方法均存在的檢測困難，液體炸藥、松香水、汽油、丙酮、乙醇等易燃易爆液體與水、可樂、牛奶、果汁等安全液體區(qū)難以區(qū)分的問題。本專利技術(shù)通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，包括：多個激光二極管及其驅(qū)動電源：用于產(chǎn)生特定波長的激光；可見光-近紅外紅外攝像機：用于對危險品所在的區(qū)域進行二次成像；成像控制器：用于分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像；近紅外面成像相機成像：接收到成像控制器的觸發(fā)信號后開始曝光并完成場景圖像采集，并將場景圖像傳輸給圖像采集與處理終端；圖像采集與處理終端：接收并存儲來自近紅外面成像相機的圖像，并控制可見光-近紅外攝像機對準危險品所在的區(qū)域進行二次成像；電源系統(tǒng)：為可見光-近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源。本專利技術(shù)采用電源系統(tǒng)為可見光-近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源，具有較高的穩(wěn)定性，成像控制器分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像，多個激光二極管及其驅(qū)動電源產(chǎn)生特定波長的激光，圖像采集與處理終端對成像控制器進行參數(shù)設(shè)置，并對在不同波長激光照射下的序列圖像進行采集、儲存和處理，根據(jù)圖像灰度反演處場景中的目標在不同激光波長下的反射率，參考預(yù)置的目標反射光譜特征庫確定檢測目標的種類，利用現(xiàn)有的設(shè)備和現(xiàn)有的程序，解決了安全檢測領(lǐng)域中存在的檢測難度大、危險液體與安全液體不易區(qū)分的問題，達到了減少人工檢測工作量的目的。所述多個激光二極管及其驅(qū)動電源中，激光二極管的數(shù)量為3～5個，其驅(qū)動電源的驅(qū)動頻率為1Hz～100Hz，驅(qū)動電流大于等于450mA，驅(qū)動電壓1V～6V自適應(yīng)，驅(qū)動上升沿時間小于等于10ms，驅(qū)動下降沿時間小于等于10ms。針對安檢區(qū)域的特點，申請人對于本專利技術(shù)的激光二極管進行了多種分析和選擇，從眾多的二極管種類中選擇出了最適宜于安檢系統(tǒng)的激光二極管及其相匹配的驅(qū)動電源，具有較高的可靠性和實用性。所述的多個激光二極管及其驅(qū)動電源包括三個不同波長的激光二極管，每個激光二極管匹配一個對應(yīng)的驅(qū)動電源。所述三個激光二極管的中心波長在900nm～1700nm。經(jīng)過申請人長期的研究，找到了最為合適的激光二極管的參數(shù)，利用中心波長在900nm～1700nm的激光二極管，可以利用較少的元器件，就可以準確的進行判斷，大大簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了實用性。所述的成像控制器輸出的觸發(fā)信號為TTL電平，觸發(fā)延時在0～40ms范圍內(nèi)。所述近紅外面成像相機的工作波段為900nm～1700nm，成像幀頻在20Hz～200Hz之間。通過多年的研究，專利技術(shù)人針對安監(jiān)系統(tǒng)配制出了最佳的近紅外面成像相機參數(shù)，大大提高了準確性。一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像方法，包括以下步驟：（a）成像控制器分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像；（b）近紅外面成像相機成像接收到成像控制器的觸發(fā)信號后開始曝光并完成場景圖像采集，并將場景圖像傳輸給圖像采集與處理終端；（c）圖像采集與處理終端接收并存儲來自近紅外面成像相機的圖像，并控制可見光-近紅外攝像機對準危險品所在的區(qū)域進行二次成像，并判斷出是否屬于危險品。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種用于液體安全檢測的方法，根據(jù)圖像灰度反演處場景中的目標在不同激光波長下的反射率，參考預(yù)置的目標反射光譜特征庫確定檢測目標的種類。所述步驟（c）中危險品的識別是按照以下步驟進行的：（c1）當(dāng)對目標場景成像時，依次獲得的單色圖像序列其某個像素的灰度、以及對應(yīng)的波長值，獲得了光譜采樣點；（c2）根據(jù)多個光譜采樣點繪制出反應(yīng)目標原始光譜特征的特征曲線；（c3）將步驟（c2）獲得特征曲線與預(yù)先存儲的典型物質(zhì)的原始光譜特征曲線進行對比，當(dāng)與其中的任意一種典型物質(zhì)的原始光譜特征曲線相似度大于都等于設(shè)定的閥值，則是該對應(yīng)的典型物質(zhì)，判斷出被監(jiān)控點物質(zhì)是否屬于危險物品。三個激光二極管的中心波長在900nm～1700nm之間分別選取，每當(dāng)三個激光二極管中的1個處于點亮狀態(tài)時，成像控制器即輸出一個脈沖觸發(fā)近紅外面成像相機，近紅外面成像相機開始曝光并完成場景圖像采集，圖像采集與處理終端接收并存儲來自近紅外面成像相機的圖像。為了獲得準實時的成像結(jié)果在本實施例中，近紅外面成像相機的工作幀頻為25×3=75Hz。圖像采集與處理終端每接收三幅不同波長的圖像，即開始對圖像數(shù)據(jù)進行處理和分析，結(jié)合參考預(yù)置的液體危險品反射光譜特征庫，實現(xiàn)對場景中潛在危險品的準實時識別、顯示和報警。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：1、本專利技術(shù)一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，可以遠距離、大范圍監(jiān)測目標場景，實現(xiàn)多目標、多種類的疑似危險品探測和可疑人員篩查；方便安檢工作人員隨身攜帶、就地安裝，也可以安裝到現(xiàn)有攝像監(jiān)控支架上，適用于多種應(yīng)用環(huán)境；具有內(nèi)置的常見液體危險物品反射光譜特征信息，可通過成像控制器的對外通訊接口實時更新數(shù)據(jù)庫，適用于多種危險品的檢測，也方便系統(tǒng)的功能擴展和升級；2、本專利技術(shù)一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，采用電源系統(tǒng)為可見光-近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源，具有較高的穩(wěn)定性，成像控制器分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像，多個激光二極管及其驅(qū)動電源產(chǎn)生特定波長的激光，圖像采集與處理終端對成像控制器進行參數(shù)設(shè)置，并對在不同波長激光照射下的序列圖像進行采集、儲存和處理，根據(jù)圖像灰度反演處場景中的目標在不同激光波長下的反射率，參考預(yù)置的目標反射光譜特征本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，其特征在于包括：多個激光二極管及其驅(qū)動電源：用于產(chǎn)生特定波長的激光；可見光?近紅外紅外攝像機：用于對危險品所在的區(qū)域進行二次成像；成像控制器：用于分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像；近紅外面成像相機成像：接收到成像控制器的觸發(fā)信號后開始曝光并完成場景圖像采集，并將場景圖像傳輸給圖像采集與處理終端；圖像采集與處理終端：接收并存儲來自近紅外面成像相機的圖像，并控制可見光?近紅外攝像機對準危險品所在的區(qū)域進行二次成像；電源系統(tǒng)：為可見光?近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，其特征在于包括：
多個激光二極管及其驅(qū)動電源：用于產(chǎn)生特定波長的激光；
可見光-近紅外紅外攝像機：用于對危險品所在的區(qū)域進行二次成像；
成像控制器：用于分時控制激光二極管出光，在激光二極管出光的同時觸發(fā)近紅外面成像相機成像；
近紅外面成像相機成像：接收到成像控制器的觸發(fā)信號后開始曝光并完成場景圖像采集，并將場景圖像傳輸給圖像采集與處理終端；
圖像采集與處理終端：接收并存儲來自近紅外面成像相機的圖像，并控制可見光-近紅外攝像機對準危險品所在的區(qū)域進行二次成像；
電源系統(tǒng)：為可見光-近紅外紅外攝像機、成像控制器、近紅外面成像相機成像提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，其特征在于：所述多個激光二極管及其驅(qū)動電源中，激光二極管的數(shù)量為3～5個，其驅(qū)動電源的驅(qū)動頻率為1Hz～100Hz，驅(qū)動電流大于等于450mA，驅(qū)動電壓1V～6V自適應(yīng)，驅(qū)動上升沿時間小于等于10ms，驅(qū)動下降沿時間小于等于10ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的多個激光二極管及其驅(qū)動電源包括三個不同波長的激光二極管，每個激光二極管匹配一個對應(yīng)的驅(qū)動電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于安全檢查的近紅外激光照明成像系統(tǒng)，其特征在于：所述三個激光二極管的中心波長在900nm～1700nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于安全...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈志學(xué)，胡奇琪，劉海濤，儲松南，黃立賢，駱永全，張大勇，王海峰，曾建成，喬冉，
申請(專利權(quán))人：中國工程物理研究院流體物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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