物品检测设备、物品检测方法和存储介质与流程

1.本公开的实施例涉及安全检查领域，具体涉及一种物品检测设备、物品检测方法和存储介质。


背景技术：

2.为了保障公共安全、减少违法犯罪等目的，在机场、车站、港口、物流关卡等场所需要对物品进行安全检测，安全检测可以包括检测物品中是否存在爆炸物、毒品等违禁物。现有的物品检测方法，例如成像法、质谱法等，能够较为准确地检测物品中是否含有违禁物，但是不能给出违禁物在物品中的空间位置，无法为进一步查验提供有力线索。


技术实现要素：

3.根据本公开实施例，提出了一种物品检测设备、物品检测方法和存储介质。
4.在本公开的一个方面，提出了一种物品检测设备，包括：中子源，被配置为向被检测物品释放中子，以使中子与被检测物品发生中子核反应并产生伽玛射线；探测器，被配置为接收所述伽玛射线，并分析得到伽玛射线对应的检测信号量；转动部件，被配置为承载所述被检测物品，并使所述被检测物品相对于所述中子源和所述探测器旋转；以及处理器，被配置为：控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量，其中，m为大于等于2的整数；以及基于所述m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位。
5.根据本公开的实施例，所述基于所述m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位包括：获得与所述m个预定角度分别对应的m个参考信号量，其中，所述参考信号量预先基于对不含有目标物质的对比物品检测得到；针对所述m个预定角度中的每个预定角度，基于检测信号量和参考信号量确定指标参数值，其中，所述指标参数值表征所述检测信号量相对于所述参考信号量的增量与测量噪声的比值；以及基于所述m个预定角度各自的指标参数值，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位。
6.根据本公开的实施例，所述探测器还被配置为基于接收的伽玛射线分析得到伽玛能谱；所述处理器还被配置为：从探测器获得伽玛能谱；基于所述伽玛能谱，确定所述被检测物品中包含的目标元素的种类，所述目标元素用于确定所述疑似目标物质的种类。
7.根据本公开的实施例，所述探测器包括n个子探测器，所述n个子探测器沿所述物品检测设备的高度方向排布，所述n个子探测器分别与n个预定高度对应，其中，n为大于等于2的整数；所述处理器还被配置为：获得分别与所述n个预定高度对应的n个检测信号量；基于所述n个检测信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的高度位置。
8.根据本公开的实施例，控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量包括：获得所
述被检测物品处于所述初始角度时的初始检测信号量；控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度旋转180
°
，并获得所述被检测物品处于180
°
时的检测信号量。
9.根据本公开的实施例，控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量包括：控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度匀速旋转360
°
，在所述被检测物品旋转过程中每间隔预定时长旋转至一个预定角度并获取相应预定角度下的检测信号量，其中，m为大于等于2的整数。
10.根据本公开的实施例，所述处理器还被配置为：获得所述被检测物品位于所述初始角度时的初始检测信号量；基于所述初始检测信号量和预设的参考信号量，确定初始指标参数值，其中，所述初始指标参数值用于表征被检测物品中含有目标元素的概率；基于所述初始指标参数值，确定是否控制所述被检测物品旋转。
11.根据本公开的实施例，所述处理器还被配置为：基于所述m个指标参数值中超出预设阈值的指标参数值以及预设的质量估计信息，确定所述疑似目标物质的含量范围，其中，所述质量估计信息包括指标参数值与含量范围的对应关系。
12.根据本公开的实施例，所述基于所述伽玛能谱，确定所述被检测物品中包含的目标物质的种类包括：基于所述伽玛能谱中的特征峰，确定多个目标元素中每个目标元素存在的概率；基于所述每个目标元素存在的概率，确定所述被检测物品中包含的目标物质的种类。
13.在本公开的另一个方面，提出了一种由上述的物品检测设备执行的物品检测方法，包括：利用中子源向被检测物品释放中子，以使中子与被检测物品发生中子核反应并产生伽玛射线；控制转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量，所述检测信号量基于探测器接收到的伽马射线分析得到，其中，m为大于等于2的整数；以及基于所述m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位。
14.根据本公开的实施例，所述基于所述m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位包括：获得与所述m个预定角度分别对应的m个参考信号量，其中，所述参考信号量预先基于对不含有目标物质的对比物品检测得到；针对所述m个预定角度中的每个预定角度，基于检测信号量和参考信号量确定指标参数值，其中，所述指标参数值表征所述检测信号量相对于所述参考信号量的增量与测量噪声的比值；以及基于所述m个预定角度各自的指标参数值，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的角度方位。
15.根据本公开的实施例，所述方法还包括：获得伽玛能谱，其中，所述伽玛能谱基于探测器接收到的伽马射线分析得到；基于所述伽玛能谱，确定所述被检测物品中包含的目标元素的种类，所述目标元素的种类用于确定所述疑似目标物质的种类。
16.根据本公开的实施例，所述方法还包括：获得分别与n个预定高度对应的n个检测信号量，所述n个检测信号量分别由所述探测器包含的沿高度方向排布的n个子探测器获得，其中，n为大于等于2的整数；基于所述n个信号量，确定疑似目标物质在所述被检测物品中的高度位置。
17.根据本公开的实施例，控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次
旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量包括：获得所述被检测物品处于所述初始角度时的初始检测信号量；控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度旋转180
°
，并获得所述被检测物品处于180
°
时的检测信号量。
18.根据本公开的实施例，控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与所述m个预定角度对应的m个检测信号量包括：控制所述转动部件将所述被检测物品从初始角度匀速旋转360
°
，在所述被检测物品旋转过程中每间隔预定时长旋转至一个预定角度并获取相应预定角度下的检测信号量，其中，m为大于等于2的整数。
19.根据本公开的实施例，所述方法还包括：获得所述被检测物品位于所述初始角度时的初始检测信号量；基于所述初始检测信号量和预设的参考信号量，确定初始指标参数值，其中，所述初始指标参数值用于表征被检测物品中含有目标元素的概率；基于所述初始指标参数值，确定是否控制所述被检测物品旋转。
20.根据本公开的实施例，所述方法还包括：基于所述m个指标参数值中超出预设阈值的指标参数值以及预设的质量估计信息，确定所述疑似目标物质的含量范围，其中，所述质量估计信息包括指标参数值与含量范围的对应关系。
21.根据本公开的实施例，所述基于所述伽玛能谱，确定所述被检测物品中包含的目标物质的种类包括：基于所述伽玛能谱中的特征峰，确定多个目标元素中每个目标元素存在的概率；基于所述每个目标元素存在的概率，确定所述被检测物品中包含的目标物质的种类。
22.在本公开的另一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如上任一实施例所述的方法。
23.根据本公开的实施例，利用中子与被检测物品中的目标物质(例如毒品、爆炸物等)反应产生γ射线，并控制被检测物品旋转，在旋转过程中检测某些角度(或角度区间)下射线的信号量，然后可以根据各个角度下信号量的大小确定目标物质在被检测物品中的角度方位，能够为进一步的查验提供物品查找线索。此外，利用中子进行无损检测，不会给被检物带来损伤，并且能满足食品安全的要求。
附图说明
24.为了更好地理解本公开实施例，将根据以下附图对本公开实施例进行详细描述：
25.图1示意性示出了根据本公开实施例的物品检测设备和方法的应用场景；
26.图2示意性示出了根据本公开实施例的物品检测设备的俯视结构示意图；
27.图3示意性示出了根据本公开实施例的角度与指标参数值的关系曲线图；
28.图4a示意性示出了根据本公开实施例的n元素与热中子发生反应产生的γ能谱示意图；
29.图4b示意性示出了根据本公开实施例的cl元素与热中子发生反应产生的γ能谱示意图；
30.图5示意性示出了根据本公开实施例的指标参数值与质量的关系曲线图；
31.图6示意性示出了根据本公开另一实施例的物品检测设备的侧视结构示意图；
32.图7示意性示出了根据本公开实施例的高度与指标参数值的关系曲线图；
33.图8示意性示出了根据本公开实施例的角度与指标参数值的两条关系曲线；
34.图9示意性示出了根据本公开实施例的物品检测方法的流程图；
35.图10示意性示出了根据本公开实施例的物品检测装置的框图；以及
36.图11示意性示出了根据本公开实施例的适用于实现物品检测方法的电子设备的方框图。
具体实施方式
37.下面将详细描述本公开实的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本公开实施例。在以下描述中，为了提供对本公开实施例的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本公开实施例。在其他实例中，为了避免混淆本公开实施例，未具体描述公知的结构、材料或方法。
38.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本公开至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
39.本公开的实施例提出了一种物品检测设备、物品检测方法和存储介质。其中，物品检测设备可以包括中子源、探测器、转动部件和处理器。中子源被配置为向被检测物品释放中子，以使中子与被检测物品发生中子核反应并产生伽玛射线。探测器被配置为接收伽玛射线，并分析得到伽玛射线对应的检测信号量。转动部件被配置为承载被检测物品，并使被检测物品相对于中子源和探测器旋转。处理器被配置为：控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量，其中，m为大于等于2的整数；以及基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位。
40.图1示意性示出了根据本公开实施例的物品检测设备和方法的应用场景。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。
41.如图1所示，物品检测设备100例如可以对批量货箱(货箱1～货箱n)依次进行检测，一次可以向物品检测设备100中放置一个货箱，检测完成后再放入下一个货箱。货箱中例如盛装有托盘水果，即在货箱中放置有一个托盘，托盘上层叠放置有多个装有水果的瓦楞纸箱。目标物质例如可以是爆炸物和毒品，在货箱放入物品检测设备100之后，物品检测设备100可以检测货箱中是否藏匿有爆炸物和毒品。
42.例如，在将某个货箱放置于物品检测设备100中后，可以利用物品检测设备100中的中子源向货箱释放中子，中子可以与货箱包含的物质发生中子核反应并产生γ(伽玛)射线，探测器可以接收γ射线并测量得到γ能谱，由于核反应产生的γ能谱与参与反应的元素种类相对应，因此能够通过γ能谱准确识别物品中的特征元素。通过对γ能谱进行解谱等操作可以确定所测谱线是由哪些元素参与反应带来的，进而可以根据元素种类初步判断
是否存在目标物质，例如，水果所含元素主要是c(碳)、h(氢)、o(氧)，而毒品中一般含有cl(氯)和n(氮)元素、爆炸物中含有n元素，所以，如果在盛装水果的货箱中发现cl和n元素可以初步怀疑货箱中包含毒品，在盛装水果的货箱中发现n元素而没有发现cl元素可以初步怀疑货箱中包含爆炸物。此外，还可以通过γ能谱估计各元素的含量，结合元素的种类和含量可以进一步判断疑似目标物质的种类，或者还可以通过其他手段进一步确定疑似目标物质的种类，例如开箱查验。
43.本公开实施例的物品检测设备100不仅可以检测货箱中是否藏匿有疑似目标物质，还可以确定疑似目标物质位于货箱中的角度方位，为进一步开箱查验提供查找线索。例如，可以利用物品检测设备100的转动部件控制货箱相对于中子源和探测器旋转，在旋转过程中，探测不同旋转角度下测量的γ射线的信号量，其中，信号量可以是指计数率。然后根据各个角度下的检测信号量以及相应角度下参考信号量的大小判断疑似目标物质在货箱中的方位，其中，参考信号量可以通过对不含有目标物质的对比物品检测得到。例如，可以将检测信号量相对于参考信号量的相对增量最大的角度作为疑似目标物质在货箱中的角度方位，若最终确定的角度为90
°
，则疑似目标物质的角度方位为旋转离开起始角度约90
°
的方位。
44.需要说明的是，本公开实施例的物品检测设备和方法不仅可以对货箱进行检测，还可以对机场、车站、港口、邮局、物流关卡及其他公共场所的行李箱、包裹等物品进行检测。
45.图2示意性示出了根据本公开实施例的物品检测设备的俯视结构示意图。
46.如图2的俯视图所示，物品检测设备200可以包括中子源210、探测器220、转动部件230和处理器(未示出)。
47.中子源210被配置为向被检测物品a释放中子，以使中子与被检测物品a发生中子核反应并产生伽玛射线。
48.根据本公开的实施例，利用中子与物质反应的核反应方程式例如可以为下式(1)或(2)：
[0049][0050][0051]
其中，n表示中子，x表示被检测物品包含的物质，a表示物质x的核子数，z表示物质x的质子数，γ表示伽玛射线，n
′
表示能量变化后的中子。
[0052]
有一些元素易于与中子发生反应，例如cl元素和n元素，可以将这些元素称为敏感元素，包含有这些敏感元素的物质可以称为对于中子检测敏感的物质，也可称为特异物质，例如，爆炸物和毒品等。元素是否对中子敏感与元素的截面有关，对于c和o等元素，其截面较小，中子不容易与之发生反应。而对于cl和n等元素，其截面较大，中子容易与之发生反应。
[0053]
根据本公开的实施例，探测器220被配置为接收伽玛射线，并分析得到伽玛射线对应的检测信号量。
[0054]
例如，探测器220可以是高纯锗谱仪，探测器能够测得伽玛射线对应的伽玛能谱等信息，其中，能谱中包含计数率信息，信号量例如可以是指计数率。检测的信号量的大小与
元素种类有关，例如，cl元素与中子反应后产生的伽马射线较多，因此检测到的信号量相对较大，而c元素与中子反应后产生的伽马射线较少，因此检测到的信号量相对较小。此外，信号量还与元素在被检测物品中的位置有关，例如，若cl元素位于被检测物品中靠近中子源和探测器的一侧，在cl元素与中子源之间没有过多的阻碍物质，中子源释放的中子能够以较大的通量撞击到cl元素上，因而产生的伽马射线较多，探测到的信号量相对较大；若cl元素位于物品中远离中子源和探测器的一侧，中子需要穿越较厚的阻碍物质后才能到达cl元素，在中子穿越阻碍物质时，通量被极大削减，同时，产生的γ射线也需穿过较厚的阻碍物质才能达到探测器，因而，检测到的信号量相对较小。
[0055]
根据本公开的实施例，转动部件230被配置为承载被检测物品a，并使被检测物品a相对于中子源210和探测器220旋转。
[0056]
例如，转动部件230可以是一个转台，能够绕其自身的中心轴旋转，被检测物品a可以放置于转动部件230的中心位置上。中子源210和探测器220可以相对于物品检测装置200的壳体240固定，壳体240例如可以是具有屏蔽作用的屏蔽墙。此外，物品检测装置还可以设置有与壳体240连接的防护门250，防护门250和壳体240围成检测室260，转动部件230位于检测室260中。
[0057]
根据本公开的实施例，转动部件230例如可以至少转动360
°
，即可以带动被检测物品a旋转至少一周，以使被检测物品a的各个方位均能被检测到。
[0058]
根据本公开的实施例，处理器被配置为：控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量，其中，m为大于等于2的整数；以及基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位(也可称为方位角)。
[0059]
例如，可以在放置被检测物品a时使被检测物品a的某一特定标记朝向探测器220，并可以将被检测物品a的特定标记朝向探测器220时的角度作为初始角度。初始角度例如可以标记为0
°
，m个预定角度例如可以是0
°
～360
°
范围内均匀分布的若干个角度，例如可以包括：0
°
、60
°
、120
°
、180
°
、240
°
、300
°
。控制转动部件230将被检测物品a从初始角度至少依次旋转至m个预定角度，并利用探测器220对各个预定角度下的信号量进行探测，得到每个预定角度对应的检测信号量。根据本公开的实施例，每个预定角度也可以代表一个角度区间，例如，60
°
可以代表区间[30
°
～90
°
]，180
°
可以代表区间[150
°
～210
°
]，在这种情况下，探测器220测量得到是若干个角度区间对应的检测信号量。
[0060]
然后，根据m个预定角度对应的m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品a中的角度方位。由于被检测物品不是各向同性的，因此可以预先对不包含目标物质的对比物品进行检测，得到各个预定角度下的参考信号量，然后在对被检测物品进行检测时，可以以检测信号量与相应角度下的参考信号量的对比结果作为判断目标物质所在方位角的条件，例如，可以将检测信号量相对于参考信号量的增量最显著的预定角度作为疑似目标物质在被检测物品a中方位角。
[0061]
根据本公开的实施例，利用中子与被检测物品中的目标物质(例如毒品、爆炸物等)反应产生γ射线，并控制被检测物品旋转，在旋转过程中检测某些角度(或角度区间)下射线的信号量，然后可以根据各个角度下的检测信号量和参考信号量的大小确定目标物质在被检测物品中的角度方位，能够为进一步的查验提供物品查找线索。此外，利用中子进行
无损检测，不会给被检物带来损伤，并且能满足食品安全的要求。
[0062]
根据本公开的实施例，基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位包括：获得与m个预定角度分别对应的m个参考信号量，其中，参考信号量预先基于对不含有目标物质的对比物品检测得到；针对m个预定角度中的每个预定角度，基于检测信号量和参考信号量确定指标参数值，其中，指标参数值表征检测信号量相对于参考信号量的增量与测量噪声的比值；以及基于m个预定角度各自的指标参数值，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位。
[0063]
例如，参考信号量可以是指预先对不含有目标物质且与被检测物品a具有相同规格和同类内容物的对比物品进行探测得到的。根据本公开的实施例，可以将检测信号量相对于参考信号量变化的显著程度作为疑似目标物质所在方位的判据。例如，在某一预定角度下，对比物品对应的参考信号量是n0，被检测物品a对应的检测信号量是n1，根据泊松分布的规律，指标参数值k的计算公式可以如下式(3)所示：
[0064][0065]
其中，n
1-n0可以表示检测信号量相对于参考信号量的增量，可以表示测量噪声。
[0066]
根据本公开的实施例，指标参数值k可作为被检测物品中含有目标物质的概率的参考值，例如，k＝1时可以认为68.3％的概率存在目标物质；k＝2时可以认为95.5％的概率存在目标物质；k＝3时可以认为99.7％的概率存在目标物质。
[0067]
在被检测物品旋转过程中，可以实时监测k值的变化情况，若被检测物品旋转至某一角度时，k值超出了预设的阈值(预设阈值例如为1.5)，则可以初步判断被检测物品中存在目标物质，设备可以控制报警装置发出报警信息，以提示工作人员。反之，若被检测物品旋转一周后，k值始终位于预设阈值以下，则可以初步认为被检测物品中不含有目标物质，无需报警。
[0068]
基于以上方式，可以得到各个预定角度对应的指标参数值，然后可以根据m个指标参数值，确定疑似目标物质在被检测物品中的方位角。例如，可以选取m个指标参数值中最大的指标参数值对应的角度作为疑似目标物质在被检测物品a中的方位角。
[0069]
在本公开另一实施例中，还可以绘制m个预定角度与m个指标参数值的关系曲线，将关系曲线中指标参数的峰值对应的角度作为疑似目标物质在被检测物品a中的方位角。
[0070]
图3示意性示出了根据本公开实施例的角度与指标参数值的关系曲线图。
[0071]
如图3所示，利用多个角度(0
°
、60
°
、120
°
、180
°
、240
°
、300
°
)及每个角度对应的指标参数值绘制了关系曲线301，可以通过算法找到曲线301中指标参数的峰值302以及该峰值302对应的角度303，可以将该角度303作为疑似目标物质在被检测物品中的角度，或者可以将该角度303所在的角度区间作为疑似目标物质在被检测物品中的角度范围。
[0072]
根据本公开的实施例，将检测信号量相对于参考信号量的增量的显著程度作为疑似目标物质所在方位的判据，计算简单且可以提高判断的准确率。
[0073]
在本公开另一实施例中，指标参数值也可以采用检测信号量相对于参考信号量的增量百分比表示。
[0074]
根据本公开的实施例，探测器还被配置为基于接收的伽玛射线分析得到伽玛能谱。处理器还被配置为：从探测器获得伽玛能谱；基于伽玛能谱，确定被检测物品中包含的目标元素的种类，目标元素用于确定疑似目标物质的种类。
[0075]
根据本公开的实施例，每一种元素与中子发生上述式(1)或者式(2)的反应时，产生的γ能谱都是独特的，γ能谱相当于元素参与反应的指纹。其中，中子可以是指热中子或者冷中子，由于冷中子与热中子能量差异很小，因此冷中子与物质反应产生的γ能谱与热中子反应产生的γ能谱是一致的。
[0076]
图4a示意性示出了根据本公开实施例的n元素与热中子发生反应产生的γ能谱示意图。
[0077]
图4b示意性示出了根据本公开实施例的cl元素与热中子发生反应产生的γ能谱示意图。
[0078]
如图4a和图4b所示，n元素对应的γ能谱与cl元素对应的γ能谱存在较大差异。在被检测物质中同时存在多种元素的情况下，测得的γ能谱是多种元素的γ能谱叠加之后的结果，可以通过算法识别各个元素的特征峰，不同元素的特征峰所在的能量区域不同，因此可以根据特征峰判断元素的种类，进而分析得到所测谱线是由哪些元素参与反应带来的，确定了参与反应的元素即可以初步判断被检测物品中存在哪种目标物质。例如，若在盛装水果的货箱中发现cl和n元素，可以初步怀疑货箱中包含毒品，若在盛装水果的货箱中发现n元素而没有发现cl元素，可以初步怀疑货箱中包含爆炸物。
[0079]
根据本公开的实施例，一些其他非目标物质也可能含有cl和n等敏感元素，例如食盐含有cl和na元素。在这种情况下，可以结合应用场景具体区分，例如，若检测人员被告知被检测物品是水果，如果在检测过程中发现cl和n元素就很可疑，可以怀疑水果中藏匿了毒品。而如果检测人员被告知被检测物品是食盐，那么在检测过程中可以结合其他元素进行判断，例如如果cl和na元素的含量比例满足食盐的成分比例并且没有检测到n元素的情况下，可以初步认为不包含毒品和爆炸物，或者还可以结合其他手段进行分析。
[0080]
根据本公开的实施例，基于伽玛能谱，确定被检测物品中包含的目标物质的种类还可以进一步包括：基于伽玛能谱中的特征峰，确定多个目标元素中每个目标元素存在的概率；并基于每个目标元素存在的概率，确定被检测物品中包含的目标物质的种类以及存在目标物质的可能性。
[0081]
例如，若被检测物品中存在cl元素，探测器测得的γ能谱会包含cl元素的多个特征峰，可以选取其中若干个比较显著的特征峰，并利用该若干个特征峰确定cl元素存在的概率，具体地，可以采用以下方式(1)或(2)确定：
[0082]
(1)针对选取的每个显著的特征峰，得到每个特征峰所在能量区间的计数率，并获取对比能谱中与各个特征峰所在能量区间对应的参考计数率，其中，对比能谱可以是指与被检测物品具有相同尺寸以及同类物品并且不含有目标物质的货箱的γ能谱。然后利用上述公式(3)计算得到每个特征峰对应的k值。之后，可以将每个特征峰对应的k值加权求和得到最终的cl元素对应的k值，其中，各个特征峰的权重例如可以根据特征峰的高度确定，例如，峰值越高，权重越大。
[0083]
(2)针对选取的若干个的特征峰，可以将该若干个特征峰对应的计数率的加和作为n1，并将对比能谱中相应能量区间的计数率的加和作为n0，利用上述公式(3)计算得到的
值可以作为cl元素对应的k值。
[0084]
若cl元素存在的概率大于某一预设阈值，可以认为存在cl元素。
[0085]
根据本公开的实施例，可以利用中子与被检测物品中的元素发生反应得到γ能谱，并基于γ能谱分析被检测物品中包含的元素种类，进而可以根据元素种类判断目标物质的种类，克服了相关技术中成像法等物品检测方法无法判断目标物质种类的问题。
[0086]
根据本公开的实施例，在对探测器测得的γ能谱进行解谱时，有时需要用到对比能谱，对比能谱是指预先对不含有目标物质的且与被检测物品具有相同规格和同类内容物的对比物品进行探测得到的γ能谱，在被检测物品能谱的基础上去除对比能谱即可得到其他元素的能谱。在被检测物品为盛装有托盘水果的货箱的场景中，对比能谱可以采用相同尺寸同类水果以及已确认无嫌疑物条件下的货箱的γ能谱，也可以采用归类平均谱。所述归类平均谱是指，将获得的多个对比物品的能谱进行归类平均得到归类平均谱，并且可结合算法剔除有嫌疑的能谱，提高归类平均谱的精度。
[0087]
根据本公开的实施例，上述处理器执行的控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量可以包括：获得被检测物品处于初始角度时的初始检测信号量；控制转动部件将被检测物品从初始角度旋转180
°
，并获得被检测物品处于180
°
时的检测信号量。
[0088]
例如，可以仅针对被检测物品的相对两侧进行检测。当被检测物品被放置于物品检测设备之后，可以先检测初始角度下的初始信号量，将初始角度下的初始信号量和参考信号量代入上式(3)中得到初始指标参数值k1。然后，将被检测物品旋转180
°
，对另一侧进行检测，得到180
°
时的检测信号量，并将180
°
角度下的检测信号量和参考信号量代入上式(3)中得到180
°
角度下的指标参数值k2。然后，可以根据两侧的k值确定目标物质所在的方位。基于这种检测方式，可以在保障一定检测精确度的情况下提高检测的效率。
[0089]
根据本公开的另一实施例，上述处理器执行的控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量包括：控制转动部件将被检测物品从初始角度匀速旋转360
°
，在被检测物品旋转过程中每间隔预定时长旋转至一个预定角度并获取相应预定角度下的检测信号量，其中，m为大于等于2的整数。
[0090]
例如，可以使被检测物品匀速旋转360
°
，边旋转边检测，每隔预定时长(例如2s)检测一次，直至旋转360
°
后回到初始角度。根据旋转的速度和检测的时间可以确定每次检测对应的角度，因而，可以得到m个预定角度对应的检测信号量，然后，计算每个预定角度下的k值，并根据各个预定角度的k值确定目标物质所在的方位。基于这种检测方式，可以提高检测的精确度，精准地确定目标物质所在的方位角。
[0091]
根据本公开的另一实施例，处理器还被配置为：获得被检测物品位于初始角度时的初始检测信号量；基于初始检测信号量和预设的参考信号量，确定初始指标参数值，其中，初始指标参数值用于表征被检测物品中含有目标元素的概率；基于初始指标参数值，确定是否控制被检测物品旋转。
[0092]
例如，当被检测物品被放置于物品检测设备之后，可以先检测初始信号量，将初始信号量和参考信号量代入上式(3)中得到初始指标参数值，该初始指标参数值可作为被检测物品中含有除已知元素(例如c、o元素)以外的其他对中子敏感元素(例如cl、n元素)存在
的初始概率。
[0093]
当该初始指标参数值小于某一预设阈值(预设阈值例如为1)时，可以初步认为被检测物品中不存在目标物质，无需将被检测物品进行旋转。反之，在初始指标参数值大于等于预设阈值的情况下，可以初步认为被检测物品中存在目标物质，需要进一步控制被检测物品旋转，以确定目标物质在被检测物品中的角度方位。基于这一方案，可以提高物品检测的效率。
[0094]
在本公开另一实施例中，也可以无需考虑初始指标参数值的大小，无论初始指标参数值为多大，均对被检测物品进行旋转和检测。例如，当该初始指标参数值小于预设阈值时，可以认为被检测物品仅是这个角度范围内不存在目标物质，可以旋转检测别的角度的情况。反之，在初始指标参数值大于等于预设阈值的情况下，可以认为被检测物品这个角度范围内存在目标物质，可以进一步控制被检测物品旋转，以确定被检测物品中其它的角度方位是否也存在目标物质，并确定目标物质所在的方位角。
[0095]
根据本公开的实施例，处理器还被配置为：基于m个指标参数值中超出预设阈值的指标参数值以及预设的质量估计信息，确定疑似目标物质的含量范围，其中，质量估计信息包括指标参数值与含量范围的对应关系。
[0096]
例如，在被检测物品旋转过程中，若在某一角度下，k值超出了预设阈值而导致设备报警，可以利用该超出阈值的k值查询预设的质量估计信息来得到目标物质的含量范围。
[0097]
根据本公开的实施例，指标参数值k超过某一阈值后，k值的大小与目标物质的量存在正相关的关系，即k值越大，目标物质的质量也越大。可以预先在目标物品最难于检出的位置，作出一条指标参数值k与目标物质质量的对应关系曲线，其中，最难于检出的位置例如可以是指目标物质位于被检测物品中远离中子源与探测器的位置。同样地，在关注物品最易于检测出的位置，也可以实验作出一条指标参数值k与目标物质质量的对应关系曲线，其中，最易于检出的位置例如可以是指目标物质位于被检测物品中靠近中子源和探测器的位置。
[0098]
图5示意性示出了根据本公开实施例的指标参数值与含量的关系曲线图。
[0099]
如图5所示，可以得到一条质量上限曲线501和一条质量下限曲线502，其中，质量上限曲线501例如可以是在关注物品最难于检出的位置作出的一条指标参数值k与目标物质质量的对应关系曲线，质量下限曲线502例如可以是在关注物品最易于检出的位置作出的一条指标参数值k与目标物质质量的对应关系曲线。
[0100]
若对某个被检测物品进行旋转检测时测得某一角度下的k值超出了报警阈值，则可以由这两条曲线给出关注物品量的估计范围，例如，测得指标参数值k为2.5，则可以确定该被检测物品中目标物质含量在[w1，w2]之间。
[0101]
图6示意性示出了根据本公开另一实施例的物品检测设备600的侧视结构示意图。
[0102]
如图6的侧视图所示，根据本公开的实施例，物品检测设备600同样可以包括中子源610、探测器621和转动部件630。其中，探测器620可以包括n个子探测器621，n个子探测器621沿物品检测设备600的高度方向排布，n个子探测器621分别与n个预定高度对应，其中，n为大于等于2的整数。处理器还被配置为：获得分别与n个预定高度对应的n个检测信号量；基于n个检测信号量，确定疑似目标物质在被检测物品a中的高度位置。
[0103]
例如，探测器620为多个子探测器组成的探测器阵列组件，多个子探测器沿高度方
向排布，分别接收不同高度上的射线。探测器620例如可以包括10个子探测器621，10个子探测器621分别设置于与转动部件630的承载面高度相差h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8、h9、h10的高度上，每个子探测器621均可以分析得到相应高度对应的检测信号量。然后，可以针对各个预定高度，基于检测信号量和参考信号量计算得到相应高度上的指标参数值，进而可以根据每个高度对应的指标参数值k确定疑似目标物质在被检测物品a中的高度位置。例如，可以选取n个指标参数值中最大的指标参数值对应的高度作为疑似目标物质在被检测物品a中的高度。根据本公开的实施例，每个预定高度也可以代表一个高度区间，在这种情况下，每个子探测器621测量得到是一个高度区间对应的信号量。
[0104]
由于被检测物品在不同的高度上的性质也不相同，因此可以预先对不包含目标物质的对比物品进行检测，以得到各个预定高度下的参考信号量，然后在对被检测物品进行检测时，可以以检测信号量与相应高度下的参考信号量的对比结果作为判断目标物质所在高度的条件，例如，可以将检测信号量相对于参考信号量的增量最显著的预定高度作为疑似目标物质在被检测物品a中高度。
[0105]
在本公开另一实施例中，可以利用n个高度及其对应的n个指标参数值绘制关系曲线，将关系曲线中指标参数的峰值对应的高度作为疑似目标物质在被检测物品a中的高度。
[0106]
图7示意性示出了根据本公开实施例的高度与指标参数值的关系曲线图。
[0107]
如图7所示，利用多个高度(h1～h10)及每个高度对应的指标参数值绘制了关系曲线701，可以通过算法找到曲线701中的指标参数的峰值702以及该峰值702对应的高度703，可以将该高度703作为疑似目标物质在被检测物品中的高度。
[0108]
根据本公开的实施例，可以得到不同高度上的多个探测器测得多个高度上的信号量，进而根据检测信号量相对于参考信号量的相对增量大小确定疑似目标物质在被检测物品中的高度，再结合角度，可以准确确定疑似目标物质在被检测物品中的位置。
[0109]
根据本公开的实施例，可以根据指标参数值k沿角度变化曲线的平缓程度确定疑似目标物质位于被检测物品的中心区域还是边缘区域，也就是说，可以根据指标参数值k随角度变化的平缓程度来判断疑似目标物质在旋转平面上的极径范围，极径范围可以是指疑似目标物质在径向上与被检测物品中心轴的距离范围。通过这一方案，可以进一步明确疑似目标物质的位置。
[0110]
图8示意性示出了根据本公开实施例的角度与指标参数值的两条关系曲线。
[0111]
如图8所示，k值沿角度变化的曲线越平缓，则目标物质在径向上越接近被检测物品的中心轴，如曲线801所示；反之，k值沿角度变化的曲线越剧烈，则目标物质在径向上越接近被检测物品的表面，如曲线802所示。
[0112]
根据本公开的实施例，能够检测被检测物品中是否存在疑似目标物质。进一步地，如果存在疑似目标物质的话，能定位出疑似目标物质的角度和/或高度和/或在径向上的大致位置，且能大致估计出疑似目标物质的质量。能够有效检测爆炸物，在反恐、国土安全方面都有重要的现实意义；也能够有效检测毒品，在缉毒领域有较强的应用前景。特别地，对于水果托盘等物品中藏匿毒品或爆炸物的检测尤其有效。对于疑似目标物质可能均匀分布于被检物内的情况，关闭定位功能后，此物品检测设备仍然有广泛的应用，例如可用于矿物中有价值成分的检测及含量分析、混凝土中含盐量分析等。
[0113]
本公开实施例的另一方面提供了一种由上述物品检测设备执行的物品检测方法。
[0114]
图9示意性示出了根据本公开实施例的物品检测方法的流程图。
[0115]
如图9所示，该物品检测方法包括操作s910～s940。
[0116]
在操作s910，利用中子源向被检测物品释放中子，以使中子与被检测物品发生中子核反应并产生伽玛射线。
[0117]
在操作s920，控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度。
[0118]
在操作s930，至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量，检测信号量基于探测器接收到的伽马射线分析得到，其中，m为大于等于2的整数。
[0119]
在操作s940，基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位。
[0120]
根据本公开的实施例，基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位包括：获得与m个预定角度分别对应的m个参考信号量，其中，参考信号量预先基于对不含有目标物质的对比物品检测得到；针对m个预定角度中的每个预定角度，基于检测信号量和参考信号量确定指标参数值，其中，指标参数值表征检测信号量相对于参考信号量的增量与测量噪声的比值；以及基于m个预定角度各自的指标参数值，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位。
[0121]
根据本公开的实施例，物品检测方法还包括：获得伽玛能谱，其中，伽玛能谱基于探测器接收到的伽马射线分析得到；基于伽玛能谱，确定被检测物品中包含的目标元素的种类，目标元素的种类用于确定疑似目标物质的种类。
[0122]
根据本公开的实施例，物品检测方法还包括：获得分别与n个预定高度对应的n个检测信号量，n个检测信号量分别由探测器包含的沿高度方向排布的n个子探测器获得，其中，n为大于等于2的整数；基于n个信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的高度位置。
[0123]
根据本公开的实施例，控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量包括：获得被检测物品处于初始角度时的初始检测信号量；控制转动部件将被检测物品从初始角度旋转180
°
，并获得被检测物品处于180
°
时的检测信号量。
[0124]
根据本公开的实施例，控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度；至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量包括：控制转动部件将被检测物品从初始角度匀速旋转360
°
，在被检测物品旋转过程中每间隔预定时长旋转至一个预定角度并获取相应预定角度下的检测信号量，其中，m为大于等于2的整数。
[0125]
根据本公开的实施例，物品检测方法还包括：获得被检测物品位于初始角度时的初始检测信号量；基于初始检测信号量和预设的参考信号量，确定初始指标参数值，其中，初始指标参数值用于表征被检测物品中含有目标元素的概率；基于初始指标参数值，确定是否控制被检测物品旋转。
[0126]
根据本公开的实施例，物品检测方法还包括：基于m个指标参数值中超出预设阈值的指标参数值以及预设的质量估计信息，确定疑似目标物质的含量范围，其中，质量估计信息包括指标参数值与含量范围的对应关系。
[0127]
根据本公开的实施例，基于伽玛能谱，确定被检测物品中包含的目标物质的种类包括：基于伽玛能谱中的特征峰，确定多个目标元素中每个目标元素存在的概率；基于每个
目标元素存在的概率，确定被检测物品中包含的目标物质的种类。
[0128]
图10示意性示出了根据本公开实施例的物品检测装置的框图。
[0129]
如图10所示，该物品检测装置1000可以包括：第一控制模块1010、第二控制模块1020、获取模块1030和确定模块1040。
[0130]
第一控制模块1010用于利用中子源向被检测物品释放中子，以使中子与被检测物品发生中子核反应并产生伽玛射线。
[0131]
第二控制模块1020用于控制转动部件将被检测物品从初始角度至少依次旋转至m个预定角度。
[0132]
获取模块1030用于至少获得分别与m个预定角度对应的m个检测信号量，检测信号量基于探测器接收到的伽马射线分析得到，其中，m为大于等于2的整数。
[0133]
确定模块1040用于基于m个检测信号量和预设的参考信号量，确定疑似目标物质在被检测物品中的角度方位。
[0134]
根据本公开的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑阵列(pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(asic)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
[0135]
需要说明的是，本公开的实施例中物品检测装置部分与本公开的实施例中物品检测方法部分是相对应的，物品检测装置部分的描述具体参考物品检测方法部分，在此不再赘述。
[0136]
图11示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框图。图11示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0137]
如图11所示，电子设备1100包括处理器1110以及计算机可读存储介质1120。该计算机系统1100可以执行根据本公开实施例的方法。
[0138]
具体地，处理器1110例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))，等等。处理器1110还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器1110可以是用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
[0139]
计算机可读存储介质1120，例如可以是非易失性的计算机可读存储介质，具体示例包括但不限于：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；等等。
[0140]
计算机可读存储介质1120可以包括计算机程序1121，该计算机程序1121可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器1110执行时使得处理器1110执行根据本公开实施例的方法或其任何变形。
[0141]
计算机程序1121可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序1121中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括1121a、模块1121b、
……
。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器1110执行时，使得处理器1110可以执行根据本公开实施例的方法或其任何变形。
[0142]
根据本发明的实施例，第一控制模块1010、第二控制模块1020、获取模块1030和确定模块1040中的至少一个可以实现为参考图11描述的计算机程序模块，其在被处理器1110执行时，可以实现上面描述的相应操作。
[0143]
本公开实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，应用于上述的物品检测设备，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述的物品检测方法。
[0144]
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
[0145]
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0146]
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0147]
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
[0148]
尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。