一种核辐射探测方法及核辐射探测器技术

本发明专利技术公开了一种核辐射探测方法及核辐射探测器，其中方法包括：当核辐射探测机构进入待探测环境，关闭遮光板避免环境光进入摄像机中；开启灯条使灯光经导光板折射进入摄像机，控制灯光亮度以使摄像机拍摄到的图像灰阶值处于敏感区；控制摄像机进行拍摄，获取连续的多帧初始图像；对于任意一帧初始图像的每一个像素点：获取像素点在各帧初始图像中的灰阶值；根据像素点在各帧初始图像中的灰阶值，获取像素点的参照灰阶值；根据各个像素点的参照灰阶值，生成参照图像；将每一帧初始图像与参照图像进行对比，获得响应像素点；根据响应像素点在每一帧初始图像的出现频率，获得待探测环境的核辐射探测结果。本发明专利技术可以提高核辐射探测精确度。探测精确度。探测精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种核辐射探测方法及核辐射探测器


[0001]本专利技术涉及核辐射探测领域，特别是涉及一种核辐射探测方法及核辐射探测器。

技术介绍

[0002]核辐射，或通常称之为放射线，存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。
[0003]利用核辐射在气体、液体或固体中引起的电离效应、发光现象、物理或化学变化进行核辐射探测的元件称为核辐射探测器。到目前为止，各种应用的核辐射探测器种类很多，经常使用主要有半导体探测器、闪烁计数器以及气体电离探测器这三种，但是这三种有各自的缺陷。因此，以CCD/CMOS为例的半导体成像设备开始在核辐射领域发挥作用，CCD/CMOS传感器在摄像、成像和测量等领域非常普遍，日常带摄像头的图像采集设备如手机、相机、电脑和监控摄像头等大都使用CCD/CMOS传感器作为光传感原件。基于CCD/CMOS的核辐射探测方法可以充分有效的利用CMOS传感器普及率高，价格低廉的特点。但是，在现有技术采用CCD/CMOS的核辐射探测方法并不能较为精确地测量出核辐射的辐射强度信息。

技术实现思路

[0004]申请人发现基于CCD/CMOS传感器探测核辐射的方法在使用过程中也会受到环境的影响。因为不同灰阶值的像素点对核辐射的敏感程度不同，这导致带有CCD/CMOS传感器的摄像机可能会受到环境影响，使得拍出的图像的像素点的灰阶值几乎都不在核辐射敏感区。因为不在敏感区内的像素点对核辐射的响应变化没有那么强烈，导致探测结果没有那么精确。
[0005]有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种核辐射探测方法及核辐射探测器，旨在避免环境影响，使得拍摄的图像基本处于核辐射敏感区，以此提高核辐射探测精确度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术第一方面公开了一种核辐射探测方法，所述方法应用于核辐射探测机构，所述核辐射探测机构包括以CCD和/或CMOS为传感器的摄像机，所述摄像机的镜头上方覆盖有导光板，所述导光板与设置在其侧边的灯条连接，所述导光板上方设置有遮光板；包括：
[0007]步骤S1、当所述核辐射探测机构进入待探测环境，关闭所述遮光板避免环境光进入所述摄像机中；开启所述灯条使灯光经所述导光板折射进入所述摄像机，控制所述灯光亮度以使所述摄像机拍摄到的图像灰阶值处于敏感区；其中，所述敏感区为积极响应核辐射的灰阶值范围50
‑
150；
[0008]步骤S2、控制所述摄像机进行拍摄，在所述待探测环境中获取连续的多帧初始图
像；
[0009]步骤S3、对于任意一帧所述初始图像的每一个像素点：获取所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值；根据所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值，获取所述像素点的参照灰阶值；
[0010]步骤S4、根据各个所述像素点的所述参照灰阶值，生成参照图像；
[0011]步骤S5、将每一帧所述初始图像中的像素点与所述参照图像中相同位置的像素点进行对比，获得响应像素点；
[0012]步骤S6、根据所述响应像素点在每一帧所述初始图像的出现频率，获得所述待探测环境的核辐射探测结果。
[0013]可选的，在步骤S1之前，所述方法还包括：
[0014]当所述核辐射探测机构进入待探测环境，保持所述遮光板开启，使环境光经所述导光板进入所述摄像机；其中，所述环境光的光强保证所述摄像机拍摄的导光板灰阶值处于预设范围，所述预设范围保证所述导光板内的扩散点被所述摄像机清晰拍摄；
[0015]控制所述摄像机进行拍摄，获得并记录所述导光板上的所述扩散点位置；其中，所述扩散点位置对应的像素点在所述初始图像中进行排除。
[0016]可选的，所述导光板和所述摄像机镜头之间设置有均光膜，所述均光膜用于对进入所述摄像机的光进行分散均匀。
[0017]可选的，所述摄像机除镜头朝向面以外的所有面都设置有辐射遮挡壁，用于避免核辐射从所述镜头朝向面以外的方位进入所述摄像机。
[0018]可选的，所述步骤S3包括：
[0019]步骤S301、对于任意一帧所述初始图像的每一个像素点：获取所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值；
[0020]步骤S302、根据所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值，获得所述像素点的各个灰阶值在不同灰阶值范围内出现的频次，将出现最多频次的灰阶值范围确定为参照灰阶值范围；
[0021]步骤S303、对所述参照灰阶值范围进行聚类运算，获得聚类核心，将所述聚类核心确定为所述参照灰阶值。
[0022]本专利技术第二方面公开了一种核辐射探测器，所述核辐射探测器包括：核辐射探测机构和主控制器；
[0023]所述核辐射探测机构包括：以CCD和/或CMOS为传感器的摄像机，所述摄像机的镜头上方覆盖有导光板，所述导光板与设置在其侧边的灯条连接，所述导光板上方设置有遮光板；
[0024]所述主控制器包括：光源控制模块、拍摄控制模块、参照灰阶值获取模块、参照图像生成模块、响应像素点获取模块以及探测结果获得模块；
[0025]所述光源控制模块，用于当所述核辐射探测机构进入待探测环境，关闭所述遮光板避免环境光进入所述摄像机中；开启所述灯条使灯光经所述导光板折射进入所述摄像机，控制所述灯光亮度以使所述摄像机拍摄到的图像灰阶值处于敏感区；其中，所述敏感区为积极响应核辐射的灰阶值范围50
‑
150；
[0026]所述拍摄控制模块，用于控制所述摄像机进行拍摄，在所述待探测环境中获取连
续的多帧初始图像；
[0027]所述参照灰阶值获取模块，用于对于任意一帧所述初始图像的每一个像素点：获取所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值；根据所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值，获取所述像素点的参照灰阶值；
[0028]所述参照图像生成模块，用于根据各个所述像素点的所述参照灰阶值，生成参照图像；
[0029]所述响应像素点获取模块，用于将每一帧所述初始图像中的像素点与所述参照图像中相同位置的像素点进行对比，获得响应像素点；
[0030]所述探测结果获得模块，用于根据所述响应像素点在每一帧所述初始图像的出现频率，获得所述待探测环境的核辐射探测结果。
[0031]可选的，所述主控制器还包括：遮光板控制模块和扩散点记录模块；
[0032]所述遮光板控制模块，用于当所述核辐射探测机构进入待探测环境，保持所述遮光板开启，使环境光经所述导光板进入所述摄像机；其中，所述环境光的光强保证所述摄像机拍摄的导光板灰阶值处于预设范围，所述预设范围保证所述导光板内的扩散点被所述摄像机清晰拍摄；
[0033]所述扩散点记录模块，用于控制所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核辐射探测方法，其特征在于，所述方法应用于核辐射探测机构，所述核辐射探测机构包括以CCD和/或CMOS为传感器的摄像机，所述摄像机的镜头上方覆盖有导光板，所述导光板与设置在其侧边的灯条连接，所述导光板上方设置有遮光板；包括：步骤S1、当所述核辐射探测机构进入待探测环境，关闭所述遮光板避免环境光进入所述摄像机中；开启所述灯条使灯光经所述导光板折射进入所述摄像机，控制所述灯光亮度以使所述摄像机拍摄到的图像灰阶值处于敏感区；其中，所述敏感区为积极响应核辐射的灰阶值范围50
‑
150；步骤S2、控制所述摄像机进行拍摄，在所述待探测环境中获取连续的多帧初始图像；步骤S3、对于任意一帧所述初始图像的每一个像素点：获取所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值；根据所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值，获取所述像素点的参照灰阶值；步骤S4、根据各个所述像素点的所述参照灰阶值，生成参照图像；其中，所述参照图像为不受核辐射影响的图像；步骤S5、将每一帧所述初始图像中的像素点与所述参照图像中相同位置的像素点进行对比，获得响应像素点；步骤S6、根据所述响应像素点在每一帧所述初始图像的出现频率，获得所述待探测环境的核辐射探测结果。2.根据权利要求1所述的核辐射探测方法，其特征在于，在步骤S1之前，所述方法还包括：当所述核辐射探测机构进入待探测环境，保持所述遮光板开启，使环境光经所述导光板进入所述摄像机；其中，所述环境光的光强保证所述摄像机拍摄的导光板灰阶值处于预设范围，所述预设范围保证所述导光板内的扩散点被所述摄像机清晰拍摄；控制所述摄像机进行拍摄，获得并记录所述导光板上的所述扩散点位置；其中，所述扩散点位置对应的像素点在所述初始图像中进行排除。3.根据权利要求1所述的核辐射探测方法，其特征在于，所述导光板和所述摄像机镜头之间设置有均光膜，所述均光膜用于对进入所述摄像机的光进行分散均匀。4.根据权利要求1所述的核辐射探测方法，其特征在于，所述摄像机除镜头朝向面以外的所有面都设置有辐射遮挡壁，用于避免核辐射从所述镜头朝向面以外的方位进入所述摄像机。5.根据权利要求1所述的核辐射探测方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S301、对于任意一帧所述初始图像的每一个像素点：获取所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值；步骤S302、根据所述像素点在各帧所述初始图像中的灰阶值，获得所述像素点的各个灰阶值在不同灰阶值范围内出现的频次，将出现最多频次的灰阶值范围确定为参照灰阶值范围；步骤S303、对所述参照灰阶值范围进行聚类运算，获得聚类核心，将所述聚类核心确定为所述参照灰阶值。6.一种核辐射探测器，其特征在于，所述核辐射探测器包括：核辐射探测机构和主控制器；
所述核辐射探测机构包括：以CCD和/或CMOS为传感器的摄像机，所述摄像机的镜头上方覆盖有导光板，所述导光板与设置在其侧边的灯...

【专利技术属性】
技术研发人员：项飙，雷锦春，罗宇标，夏跃春，
申请(专利权)人：深圳市雷立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：