[发明专利]基于遥操作装置的放射性污染源定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于放射性物质探测技术领域，涉及移动机器人、激光测距、图像处理等多种技术，具体涉及一种基于遥操作装置的放射性污染源定位系统及方法。

背景技术

在核安全、核废物处置和核事故应急处理过程中，为妥善处置放射性污染源并恢复现场到安全状态，必须首先发现并定位放射性污染源，之后再对污染源进行去污作业，也就是在机器人身上安装上去污工具后，把具有放射性的物体从某个位置取出，并对放射性的物体进行密封、转移和储存。但在很多情况下，放射性污染源的准确位置和数量事先未知，这给安全可靠的污染源处理工作带来很大的困难。如果找不到这些未知的放射源并及时地进行处理，那么周边的自然环境将面临极大的安全隐患，危及人类的生产和生活。另外，核废物处置和核事故应急处理现场一般处于较大的地理区域，要求放射源的定位方法适合便携式，并支持无人操作。

目前，国内外市场的放射源定位装置较多，应用也比较广泛。一类是对已知放射源进行定位的产品，通过在放射源某部位安装信号发送装置，然后采用无线通信的方式定位放射源；比如，申请号201120161938.3和200920094347.1专利提到的装置；显然，这些不适用于定位未知放射源。另一类是对未知或者不确定放射源进行定位的产品，通过安装射线探测器件来发现放射源。其传统产品可对射线进行简单的探测，并报告所处位置的辐射剂量信息，但不能找到放射源的准确方位。为解决该问题，出现了一些可定位放射源的装置。比如，申请号200710308543.X专利提到了一种能定位放射源的装置，根据两次探测信号的差值确定放射源方位，但其手持式操作方法不适合无人操作。为支持移动的无人探测，出现了一些基于移动机器人的放射性探测系统。比如，美国FORSTER-MILLER公司研制的TALON型遥操作机器人，法国INTRA集团开发的ERASE型机器人等。在国内，申请号200810156538.6和201010172517.0专利也提到了类似的产品，实现了放射性探测功能，但对如何准确定位放射源的问题并未做进一步设计。另外，在诸多放射性探测仪器中，伽玛相机利用光学成像原理合成放射源的伽玛能谱分布图像，是放射源定位的很好选择。但伽玛相机通常被固定安装在某处，对放射源进行测量分析，其移动和使用不够灵活。申请号201010159760.9专利提到了可搭载伽玛相机的移动机器人，扩展了伽玛相机的应用场合。但是，核废物处置或者核应急处理现场的作业环境非常恶劣，如强烈的振动、浓密的尘埃、飞溅的碎片等等。如果机器人直接携带伽玛相机定位放射源、现场作业可能危及精密而且昂贵的伽玛相机，造成很大的经济损失并耽误现场工作。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供一种基于遥操作装置的放射性污染源定位系统及方法，不仅可以对未知放射性污染源进行准确定位，而且在卸载伽玛相机的情况下仍能对放射性污染源进行重新定位，从而控制机器人执行核废物处置和核事故应急处理作业，避免伽玛相机因保护不当而被破坏的可能。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种基于遥操作装置的放射性污染源定位系统，包括定位设备、定位通信设备、后台通信设备、工作站、定位设备控制手柄；所述定位通信设备通过通信线缆与后台通信设备连接；其特征在于：所述定位设备包括云台、激光测距仪、探测相机和伽玛相机；所述云台和激光测距仪均与定位通信设备的串口服务器相连接；所述探测相机与定位通信设备的视频服务器连接；所述伽玛相机与定位通信设备的伽玛图像采集器连接；所述视频服务器、串口服务器和伽玛图像采集器均与交换机连接；所述工作站与后台通信设备连接。

所述工作站包括电脑主机和显示屏；所述电脑主机设置有定位模块和重定位模块；所述定位模块包括观察点坐标测量模块；所述重定位模块包括污染源轮廓生产模块。

所述云台上设置有铅屏蔽罩和伽玛相机安装支架；所述激光测距仪和探测相机叠放在一起设置在铅屏蔽罩内；所述伽玛相机设置在伽玛相机安装支架内部。所述后台通信设备包括交换机。

一种基于遥操作装置的放射性污染源定位方法，包括以下步骤：

A、在机器人身上安装定位设备、定位通信设备、电源和线缆；

B、机器人进入核辐射现场；

C、定位，通过定位设备，对污染区域和污染源进行定位；

D、机器人退场；机器人完成探测任务后，退出核辐射现场；

E、卸载伽玛相机，并安装去污工具；机器人退出核辐射现场后，将云台上的伽玛相机卸载下来，并在机器人身上安装上放射物去污工具；