基于改进粒子滤波的未知放射源定位方法

为应用自主移动机器人搜寻未知放射性物体,本文基于递推贝叶斯估计模型提出了一种改进粒子滤波的放射源定位方法。首先,建立初始粒子集,并根据观测值对粒子权值进行更新和归一化;其次,在重采样过程中引入自优化的重采样方法来增加粒子多样性;最后,对满足收敛条件的粒子进行加权求和估计出放射源位置与活度参数。仿真实验表明该方法可行有效:无屏蔽环境下具有较高的定位精度;有屏蔽环境下也能找到放射源的大致位置,为放射源的最终定位提供参考。

核反恐下基于碲锌镉(CZT)探测器便携式谱仪的研制

核恐怖活动具有隐蔽性强、危害性大、涉及面广、成分复杂等特点,一旦发生就会造成严重的人员伤亡、财产损失和社会恐慌,为了防范核恐怖主义,做好核安保工作,针对重要交通关口、国际重大活动场所等核安保过程中核素识别速度较慢的问题,本文通过对核监测设施系统整体优化设计,研制先进的核电子学模块,自主设计竞争加权算法,并应用于智能核素识别技术算法的研究,实现低剂量率条件下混合核素的快速识别,成功研制出小型化、低功耗碲锌镉(CZT)便携式谱仪。研究结果表明,本仪器测试指标为:高于本底0.5μSv/h时,单一核素^(137)Cs识别时间为2 s内,混合核素(^(241)Am、^(137)Cs、^(60)Co、^(133)Ba、^(152)Eu)识别时间为9 s内。可为核安保部门有效控制核恐怖分子提供智能快速探测技术。

基于发光二极管的稳谱技术研究

针对NaI(Tl)闪烁γ射线谱仪易受环境温度影响,造成能谱漂移,稳定性差,继而导致能谱解析困难的问题,本文自主搭建了发光二极管(LED)稳谱系统,并在此基础上初步探讨了基于LED的快速稳谱方法。研究表明:基于LED的稳谱方法具有安全可靠、参考峰干净,并且可拓宽NaI(Tl)闪烁γ射线谱仪应用场合等优势;通过对LED进行恒流脉冲驱动,可得到稳定的LED光脉冲;得到了-25℃^+55℃温度范围几种常用放射源能峰及LED峰位随温度变化曲线;发现温度变化导致放射源峰位漂移,部分温度下漂移量超过10%,经过稳谱后,峰位漂移量降低到±5%以内,实现了温度在较大范围内变化时对γ射线谱仪进行有效稳谱。

融合Kinect与γ相机图像的放射性区域重建与定位

针对核设施退役、核应急处置过程中放射性分布信息的可视化需求,提出了一种基于Kinect与γ相机图像信息融合的放射性区域重建与定位方法。首先,基于γ相机的特殊成像方式,构建了Kinect与γ相机组合成像模型,并完成相机组合联合标定;其次,基于视觉地图构建方法,建立了核辐射环境稠密点云地图并得到Kinect位姿;然后,提取γ相机图像中的放射性分布信息,根据相机组合模型计算地图中的放射性区域点云;最后,基于最小包围盒对γ相机成像的中心区域进行三维定位。在实验中,通过将Kinect和γ相机数据同步与空间对齐,在少量γ相机图像的情况下,实现了单个点源的三维分布重建模型与辐射场景地图的融合。在8×12 m^2的实验室环境中点源定位的均方根误差为0.11 m,证明了本文方法的有效性。