有毒有害物品智能查验分拣方法

1.本发明涉及一种有毒有害物品智能查验分拣方法，属于物流查验技术领域。


背景技术：

2.我国有毒有害物品主要包括易燃易爆物品、毒品、强氧化性药品、毒性物质、放射性物质、刀具、枪支等。目前针对快递渠道安检的解决方案还尚待优化，传统的x射线成像检测难以覆盖炸药、毒品、危化品等物品检测问题。根据物质不同原子序数提供颜色编码，有机物和无机物可以区分，但是，其中具体的化学组分仅仅依赖这样的图像是很难分辨的。
3.为帮助海关人员准确识别物品类别，以便于确认物品中是否携带有毒有害物品，需要提高查验系统的识别准确度。由于目前x光查验主要通过查验员人眼识别的方式，而被检物品内由于种类繁杂，难免会造成误检、漏检等情况，针对以上存在的问题就需要采取灵敏度、准确度更高的技术方法来提高检测效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种有毒有害物品智能查验分拣方法，本发明方法通过查验系统实现，查验系统包括线体设备、辅助设备、plc控制器、服务器；其中线体设备包括万向球平台、调距皮带、秤重皮带、自动扫码台、x光机、输送皮带、分拣机；辅助设备包括电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪；万向球平台、调距皮带、秤重皮带通过支架依次设置在x光机的入口侧，输送皮带设置在x光机的出口侧，输送皮带出口处设置有分拣机，分拣机上设置有2个分拣口、放行口；电化学气体传感器安装在x光机内，αβ表面污染测量仪设置在x光机入口外上方；plc控制器分别与调距皮带、秤重皮带、自动扫码台、x光机、输送皮带、分拣机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪连接，plc控制器通过其内设置的无线传输模块与服务器连接，plc控制器包括数据采集单元，用于采集x光机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪、秤重皮带、自动扫码台检测的数据；自动扫码台用于识别包裹运单号条码，获取包裹对应的edi信息，并传送给plc控制器。
5.服务器包括同屏比对单元，用于图像的区域分割、背景剔除、图像增强，用于将x光图像、气体成分信息、放射性物质检测信息与edi信息、对比数据库数据进行同屏比对；存储单元，用于储存x光机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪、秤重皮带、自动扫码台收集的数据；无线传输单元，用于与plc控制器的无线传输模块连接；控制单元，用于向plc控制器发出指令，用于发出包裹的在分拣机中的走向的指令；对比数据库，用于存储气体成分、放射性物质参考标准信息数据。
6.具体是将包裹放入万向球平台，调距皮带通过启停对物品间隔进行调整并将包裹送入秤重皮带，同时设置在调距皮带一侧的自动扫码台扫描包裹条码，获取包裹对应的edi信息，并传送给plc控制器；秤重皮带对包裹进行重量检测；随后包裹进入x光机，采用αβ表面污染测量仪、x光机、电化学气体传感器依次对包裹进行放射性物质、x光成像、气体成分检测；查验员将包裹的x光图像、气体成分信息、放射性物质检测信息与edi信息、对比数据
库数据进行同屏比对，然后对包裹作出性质判断，并通过服务器发出分拣指令，将进入分拣机的包裹分向放行口或2分拣口；如果查验员没有发出指令，则edi信息预设为布控包裹的流入分拣口，非布控包裹进入放行口。
7.所述x光机采用双能x射线检测。
8.所述同屏比对单元的图像处理功能利用visual c 提供的mfc应用程序框架进行设计，将编写的区域分割、背景剔除、图像增强功能回调函数集成在同屏比对单元中。
9.所述电化学气体传感器为平面电化学气体传感器，包括一氧化碳检测单元、硫化氢检测单元、氢气检测单元、氨气检测单元，响应时间为5~10s。
10.所述αβ表面污染测量仪可以调整α探头、β探头与物品表面的距离为5~10mm，利用脉冲幅度甄别电路可以将α、β产生的不同幅度的脉冲区分开，实现高效准确的物体表面或周围环境α粒子、β粒子测量。
11.所述2个分拣口中一个为放射性物品分拣口，另一个为其他可疑物品分拣口。
12.所述plc控制器为常规市售控制器，按常规方法控制与其连接的组件的开闭。
13.本发明技术效果如下：（1）本发明有毒有害物品智能查验分拣方法采用双能x光与电化学气体检测器联合检测的方式，依据物品x光图像将物质进行分类，再结合所测气体成分信息进行物品性质判别，从而提高识别准确度；（2）采用αβ表面污染测量仪对物品进行放射性物质检测，实现了对物品放射性物质的高效快速检验，同时通过对携带放射性物质的物品单独分拣，保护了工作人员及周边环境的安全；（3）该查验分拣方法采用多重检测的方式对有毒有害物品进行快速智能查验，结合人工多重信息同屏比对，联合判别物品性质，提高检测准确率，降低单一信息判别的错误率。
附图说明
14.图1为本发明查验系统结构示意图；图2为plc控制器与其他组件的连接示意图；图中：1-万向球平台；2-调距皮带3-自动扫码台；4-秤重皮带；5-x光机；6-αβ表面污染测量仪；7-电化学气体传感器；8-输送皮带9-分拣机；10-分拣口；11-放行口；12-plc控制器。
具体实施方式
15.以下结合具体实施例对本发明作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于所述内容。
16.实施例1：如图1所示，本有毒有害物品智能查验分拣方法通过查验系统实现，查验系统包括线体设备、辅助设备、plc控制器、服务器；其中线体设备包括万向球平台1、调距皮带2、自动扫码台3、秤重皮带4、x光机5、输送皮带8、分拣机9；辅助设备包括电化学气体传感器7、αβ表面污染测量仪6；万向球平台1、调距皮带2、秤重皮带4通过支架依次设置在x光机5
的入口侧，万向球平台总长1500mm，万向球面宽900mm，万向球为碳钢镀锌球，直径16mm，额定载荷50kg/m；调距皮带长1000mm，输送带面宽为900mm，输送面高为800mm；称重皮带长1000mm，输送带面宽为900mm，输送面高为800mm，动态称重范围3kg~50kg，传送带速度0.5m/s；输送皮带8设置在x光机5的出口侧，输送皮带长1400mm，输送带面宽为900mm，输送面高为800mm，皮带材质均为耐油、耐腐蚀、防静电黑色pvc材质；输送皮带8出口处设置有分拣机9，分拣机9上设置有2个分拣口10（一个为放射性物品分拣口，另一个为其他可疑物品分拣口）、放行口11；分拣机长600mm，宽900mm，分拣口平台长1600mm，宽900mm，平台平面与地面成30
°
，数量2台；放行口长3000mm，输送带面宽为900mm，输送面高为800mm；皮带材质均为耐油、耐腐蚀、防静电黑色pvc材质；线体设备机体支脚、护边、机架均为碳钢材质；x光机机身长1300mm，宽1000mm，高800mm，入口和出口处安装防辐射铅帘；电化学气体传感器7安装在x光机5内，其为平面电化学气体传感器，设置一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气四个检测单元，响应时间为5s；αβ表面污染测量仪6用伸缩杆设置在x光机5入口外上方，伸缩杆依据x光图的物品大小自动调整α探头、β探头与物品表面的距离为5mm；x光机系统工作环境：0~50℃/10~90%非凝露，存储环境：-10~60℃/5~95%非凝露，工作电压ac200~250v、50/60hz，噪声70~75db，能耗12~13kw，出口处辐射量0.17-0.23usv/h，铅帘出口处0.13-0.19usv/h均远低于安全工作辐射剂量0.5usv的国家标准。
17.plc控制器分别与调距皮带2、秤重皮带4、自动扫码台3、x光机5、输送皮带8、分拣机9、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪连接，plc控制器12通过其内设置的无线传输模块与服务器连接，plc控制器包括数据采集单元，用于采集x光机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪、秤重皮带、自动扫码台检测的数据，自动扫码台3用于识别包裹运单号条码，获取包裹对应的edi信息，并传送给plc控制器；对有毒有害物品实时监控其动向及状态；plc控制器上设置有线体工作状态指示灯、蜂鸣器、急停按钮运行；蜂鸣器响、三色灯黄灯亮表示线体启动过程中；三色灯绿灯亮表示线体正常运行中；蜂鸣器响表示电机过载，限位开关故障；蜂鸣器响、三色灯红灯亮表示按下急停开关，检测到放射性物质；扫码提示灯亮（绿色）、蜂鸣器响0.5s表示扫码正常，物品可上线；服务器包括：同屏比对单元，用于图像的区域分割、背景剔除、图像增强，用于将x光图像、气体成分信息、放射性物质检测信息与edi信息、对比数据库数据进行同屏比对。
18.1、区域分割：根据图像的色彩、纹理、几何形状等特征利用阈值分割的方法，将其划分成多个具有不同特征的区域，使得相似或相同特征集中在同一区域，不同区域的特征存在明显差异；2、背景剔除：突出显示所需查验物品的彩色图像，背景显示出黑白图像；3、图像增强：对有利于识别的图像信息进行点增强（灰度变换和几何变换）、空域增强和频域增强处理。
19.存储单元，用于储存x光机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪、秤重皮带、自动扫码台收集的数据；无线传输单元，用于与plc控制器的无线传输模块连接。
20.控制单元，用于向plc控制器发出操作指令，用发出包裹的在分拣机中的走向的指令，用于查验设备状态。
21.对比数据库，用于存储气体成分、放射性物质参考标准信息数据。
22.上述装置使用方法如下：1、开机（1）首先将总闸合闸（操作时只接触操作手柄，小心触电），合闸后plc控制器的a相指示灯亮黄色、b相指示灯亮绿色、c相指示灯红色，如果合闸后有任意一个及以上指示灯不亮，请检查动力电回路及指示灯是否正常；（2）将plc柜面版dc24v控制电源器合上，此时柜面板24v指示灯亮白色；（3）检查柜面板指示灯状态是否正常，查验模式正常查验需要在自动模式；（4）当送电操作完成后，调距皮带、秤重皮带、自动扫码台、x光机、电化学气体传感器、αβ表面污染测量仪会跟随系统自动启动，x光机启动过程需要3分钟，αβ表面污染测量仪上面有绿色指示灯代表带电运行状态，自动扫码机为一体机，开机方法为电脑正常开机操作按开机按钮即可，开机后系统自动进入到扫码页面。
23.2、运行（1）将包裹放入万向球平台1，调距皮带2通过启停对物品间隔进行调整并将包裹送入秤重皮带4，同时设置在调距皮带2一侧的自动扫码台3扫描包裹条码，获取包裹对应的edi信息，并传送给plc控制器；（2）秤重皮带4对包裹进行重量检测；随后包裹进入x光机5，采用αβ表面污染测量仪、x光机、电化学气体传感器依次对包裹进行放射性物质、x光成像、气体成分检测；查验员将包裹的x光图像、气体成分信息、放射性物质检测信息与edi信息、对比数据库数据进行同屏比对，然后对包裹作出性质判断，并通过服务器发出分拣指令，将进入分拣机的包裹分向放行口11或2分拣口10；（3）如果查验员没有发出指令，则edi信息预设为布控包裹的流入分拣口，非布控包裹进入放行口11。
24.3、关机（1）将扫码机按照电脑正常关机操作即可；（2）到plc控制器上按下停止按钮，等待2分钟后x光机5角上power绿灯灭说明关机完成；（3）断开总闸，称重、扫码电源关闭。
25.上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。