[發明專利]面向自主尋源機器人的放射源場景模擬方法

有效

• 申請號: 202210279455.6
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114371494B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 肖宇峰;吳文憑;張華;劉冉;霍建文;姚能偉;梁波;謝躍輝
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00;G01T7/00;G01S17/88;G05D1/02
• 代理公司: 綿陽遠卓弘睿知識產權代理事務所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

本發明公開了一種面向自主尋源機器人的放射源場景模擬方法，通過模擬工作站上的放射源場景模擬系統接收用戶輸入的標識體坐標和計數率值；基于激光雷達序列，獲取實驗區中機器人的實時坐標；計數率發生器基于標識體坐標和實時坐標，計算實時坐標處的輻射計數率數值，并通過放射源場景模擬系統的服務器程序進程發布出來；移動機器人訪問放射源場景模擬系統，以獲取輻射計數率數值。本發明提供一種面向自主尋源機器人的放射源場景模擬方法，不需要使用真實放射源，可在應用中減少操作人員與真實的放射源進行接觸，保證操作安全，同時有效控制了現有驗證中的需要經常開啟放射源造成的管理成本和經濟成本。

技術領域

本發明涉及放射源搜尋領域。更具體地說，本發明涉及一種驗證搜尋策略的正確性和機器人系統工作的有效性情況下使用的面向自主尋源機器人的放射源場景模擬方法。

背景技術

采用移動機器人搜尋放射源是核應急、核安檢的重要手段。為驗證搜尋策略的正確性和機器人系統工作的有效性，需要對其進行原理性驗證測試。自主尋源機器人是機器人技術在核能領域的創新應用，有利于減少傳統人工尋源帶來的人員被輻照風險，而且其智能化優勢帶來的探測效率提升，在核安檢、核應急等事故場景下具有重大的應用價值。

常規的自主尋源驗證方法是將真實放射源放置在實驗區某處，自主尋源機器人進入該區域后，通過分析探測器采集的數據來判斷放射源方位并調整移動方向，直到確定放射源位置。由于是自主尋源方式，機器人運動參數、軟件系統配置參數、探測器參數、智能算法調節參數需要通過反復測試來調節、優化，直到獲得穩定的經驗參數。

現有的驗證方法通常是采用真實放射源來直接測試，帶來的問題有兩方面：一是，實驗人員需要一直在有放射源的實驗區域開展工作，故使得實驗人員會經常接觸放射源，不斷優化尋源算法和機器人系統參數，導致實驗人員長時間暴露在輻射環境中，而長時間的暴露不利于身體健康；二是，放射源是一種管理嚴格的實驗資源，為開展實驗測試，需要為開展實驗付出較大的管理和經濟成本。

而為了解決使問題一，現有技術中也有通過設置模擬器來實現人與放射源的不接觸，如專利名稱為：一種射線源及探測器系統模擬器，其應用場景是通過一套放射源模擬器直接生成探測器電信號，經多功能數字通道器處理后形成測量數據，主要用于本地核電子信號的數字分析。顯然，該裝置無法模擬尋源機器人需要的位置未知的放射源。而且，放射源模擬器與多功能數字通道器的有線連接方式，也無法為自主尋源機器人提供一種無線的核輻射探測數據獲取方法。另外，也無法得到環境位置信息，進而無法模擬跟空間位置相關的核輻射場景，故其雖然能部分解決實驗中的問題，卻無法與自主尋源機器人的應用場景相配合，只適應于教學場景中，無法應用于搜尋放射源的實際實驗或研究中。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種面向自主尋源機器人的放射源場景模擬方法，包括：

步驟一，在實驗區內設置用于模擬放射源的標識體，且在實驗區建立以左上角為原點的平面坐標系XOY；

步驟二，通過模擬工作站上的放射源場景模擬系統接收用戶輸入的標識體坐標（x_s, y_s）和計數率值I_s；

步驟三，放射源場景模擬系統基于與其通信連接的激光雷達序列，獲取實驗區中機器人的實時坐標（x_t, y_t）；

步驟四，放射源場景模擬系統的計數率發生器基于標識體坐標（x_s, y_s）和實時坐標（x_t, y_t），計算實時坐標（x_t, y_t）處的輻射計數率數值c_t，并通過放射源場景模擬系統的服務器程序進程發布出來；