基于摄像头的核辐射直接探测技术

行业道路运输辅助活动

成熟度正在研发

您所在的位置: 首页> 找技术> 技术成果> 正文
技术项目简介

成果简介:

核技术广泛应用于各行各业,推动了国民经济建设和发展。伴随着核技术的发展,一系列核事故的发生引起了巨大的安全问题和公众关注,因此核辐射监测是一种重要且必要的核安全保障和核应急的重要手段。基于 X/gamma 射线可直接与 CCD/CMOS 半导体探测器发生作用产生电信号这一原理,本团队研究了基于 CCD/CMOS 摄像头进行核辐射探测的方法,利用广泛存在的智能手机和监控摄像头,实现一种低成本易于推广的核辐射监测手段,帮助公众及有关部门实现核辐射监测。首先基于智能手机,开发应用程序,调用手机摄像头进行录像,采用帧间差分和阈值判断的方法对视频图像进行实时处理,实现遮光条件下核辐射事件的甄别;进一步的用手指遮挡摄像头实现核辐射和心率的同时测量,提高了应用程序的功能性、方便性和趣味性,有利于未来的推广应用。其次基于监控摄像头,在不遮光和含运动物体的条件下进行测量,通过对视频图像的预处理、帧间差分、运动物体识别和扣除、阈值判断等算法去除可见光和运动物体干扰,实现在监控摄像头正常工作下的核辐射(X/γ射线);进一步地,采用图像融合方法、深度学习算法以及行人重识别算法,实现利用监控摄像头实时探测核辐射以及可疑辐射源携带人员的锁定与跟踪。研究初步实现了基于智能手机和监控摄像头的核辐射探测,基于深度学习算法的实时核辐射探测以及可疑辐射源携带人员的锁定与跟踪。未来将进一步研究提升探测的灵敏度和鲁棒性,研究成果有望可应用于公众个人核辐射监测;应用到现有的视频监控网络,成为一种低成本高覆盖的智能核辐射监测手段。


成熟程度及推广应用情况:

目前处于何种研发阶段:研发 小试 中试 小批量生产 产业化;

样机:无 

已投入成本:50 万。
推广应用情况:已开发国内首款基于手机摄像头进行核辐射探测和心率监测的手机APP,可在移动终端进行下载安装并进行体验。
期望技术转移成交价格(大概金额):500 万。


技术优势:

1. 基于摄像头的 CCD/CMOS 传感器实现在监控场景下(不遮蔽摄像头)的核辐射直接探测。使用摄像头上的 CCD/CMOS 光学成像传感器对核辐射进行直接探测是近年来的一种新型探测方法,但目前相关研究都需要遮蔽摄像头的镜头,对遮光后拍摄的照片或视频进行核辐射事件提取,基于阈值比较等简易方法甄别辐射事件。本项目开创性地使用摄像头在未遮光情况下,对核辐射进行直接探测,既保留监控信息又能实现核辐射事件甄别。


2. 结合图像融合算法和深度神经网络,快速高效完成核辐射识别。由于监控图像分辨率较高、视频数据量庞大,对每一帧图像进行像素级的图形算法运算,将会产生巨大的计算负荷。结合图像融合算法构造训练数据和测试数据,用于对大量图像处理有良好性能表现的卷积神经网络模型训练和测试,得到具有特定权值结点的网络模型。将训练得到的模型用于实时探测,只需输入图像,便可迅速得到识别结果。


3. 结合行人重识别技术,可实现多终端全方位的辐射事件监测网络。近年来,行人重识别发展十分迅速,模型效率提升巨大,公开的数据库更是便于改进和提升现有的模型。其模型结构为大量残差网络和卷积网络,能够快速对目标进行检测和跟踪。其次,该模型可移植到智能手机、智慧电视、车载系统等智能终端,能够方便快捷对辐射事件进行识别和跟踪。


4. 该成果属于核辐射探测的新方法和新技术,充分利用现有监控网络,成本低且便于推广。CCD/CMOS 传感器与传统核辐射探测器相比,具有成本低、广覆盖的特点。我国已经建成世界上最大的视频监控网——“中国天网”,全国约 600 城市正建设“平安城市”以及“智慧城市”,大部分城市都会安装 20 万到 60 万个视频摄像头,全国监控摄像头超2000 万个,并已经完成国家多级联网监控工程,并利用人工智能和大数据进行警务预测。可以利用我国已建成的巨大的视频监控网,推广应用到城市的各个角落,实现城市公共场所和人员密集区域的全覆盖。同时,我国智能手机用户数量庞大,几乎人手一部,该项目可开发手机 APP,移植到手机等智能终端,便于推广。


性能指标:

1. 使用手机摄像头进行核辐射探测和心率监测。

使用智能手机摄像头,用手指遮盖镜头进行视频采集,采用帧间差分和高斯滤波等算法以及 PPG 信号处理技术,实现了实时核辐射探测和人体心率监测,该研究通过实验,在放射源为 33 mCi 99mTc 环境下,拟合出单位时间(1min)内辐射帧数量(N)与辐射源距离(D)之间的关系为:N=1.2047*10^5/D,同时采用该方法进行心率监测结果与使用血氧仪测量结果的平均误差在 0.48bpm 左右。


2. 使用监控摄像头在动态场景下进行核辐射探测。

在放射源为 7×108 Bq Tc-99m 的环境下,使用 CMOS 监控摄像头采集数据,采用帧间差分和图像形态学处理等算法进行运动物体的去除,以降低监控图像中运动物体对核辐射亮斑提取的干扰,实现了动态场景下摄像头未遮光的核辐射探测,辐射帧的识别准确率达到了 97.24%。此外,将 CMOS 监控摄像头与长波通滤光片相结合,其中滤光片过滤的可见光成分对应图像中 RGB 三通道值的 B 值成分。根据核辐射粒子的穿透性原理,辐射亮斑在摄像头滤光后形成的图像中,其 B 值并无减弱。对采集的图像采用帧间差分和高斯平滑相结合的方法,减少噪声干扰,实现了核辐射的有效探测,辐射帧的识别准确率达到了 97.27%


3. 结合图像融合算法和卷积神经网络进行核辐射的实时探测。

实验平台为深度学习服务器,含有英特尔 E5-4655 处理器,GPU 型号为 NVIDIAGeForce GTX 1080Ti。通过实验分别采集无辐射环境下监控视频和辐射环境下遮蔽摄像头的成像视频,然后进行图像融合,得到监控场景下的核辐射成像视频,以此进行深度学习模型搭建和训练,使用指标 2 中的实验数据进行测试,实验结果能够实现达到了97.36%的召回率与 91.41%的准确率,表明可以成功识别更多的辐射事件。


4. 基于行人重识别算法进行可疑辐射源携带人员追踪。

首先基于卷积神经网络进行目标识别,进一步基于深度残差网络使用随机擦除图像增强方法、多种损失函数联合训练等方法进行跨摄像头目标识别;对视频单帧检测并且重识别成功的图像区域进行光流法追踪并将其和重识别的结果进行融合;最终实现跨摄像头下放射物可以携带人员的识别与追踪,实验结果能达到 0.528 Fscore 值,能够有效地进行目标的锁定与追踪。


市场分析:

1. 可向涉核单位提供核辐射监测产品,如医院、核辐射监测站、核电站等。
2. 可向公共交通部门销售系统软硬件产品,如机场、火车站、地铁。
3. 可通过 APP 推广实现广告收入(试用版本进行推广);升级版 APP 付费。
4. 与军政部门合作,在军工领域开拓市场。


经济效益分析:

该项目开发的专利和产品具有低成本的特点,因此具有较高的利润空间和竞争优势,特别是在医院、公共交通以及军事领域。


我要收藏
相关推荐
轴承行业PLM解决方案
为轴承产品设计人员提供向导式的设计平台,按照系统自定义的轴承设计步骤,指引设计人员一步步完成轴承产品设计,在设计的过程中,设计人员无需进行复杂的计算,所有的计算都有系统代替完成。
行业:软件和信息技术服务业,信息系统集成和物联网技术服务
中央空调水智控节能
制冷站是以电力为动力源将热量从建筑或工艺中转移到室外的工艺系统。在制冷工艺中,共有4个换热过程,分别是: 1、工艺或室内环境的热量通过换热器、新风机组、风机盘管等设备将热量传递给冷冻水。 2、冷却水在制冷机蒸发器中,冷媒通过气化吸热,将热量从冷冻水传递给冷媒。 3、冷却水在制冷机冷凝器中,通过冷凝冷媒吸热,将热量从冷媒传递给冷却水。 4、冷却水在冷却塔中蒸发,将热量释放到大气中。
行业:软件和信息技术服务业,其他信息技术服务业
基于5G的AGV应用系统解决方案
基于5G的AGV业务就很好的解决以上问题,在环境相对恶劣的情况下,wifi网络在终端信号强度是-80dBm已经完全无法做业务,期望好的信号质量在-65dBm。5G网络在信号强度是-105dBm内可以正常做业务,期望好的信号质量在-95dBm。和wifi使用相同信号发射功率场景下所有区域均处在5G的一个非常良好的信号覆盖区域(优于-80dBm),其良好业务支持覆盖区域还可以扩大3~5倍。
行业:软件和信息技术服务业,信息系统集成和物联网技术服务
空压机诊断专家
动力系统是保证各类设备正常运行的心脏,属于关键设备。空压机则是动力系统的核心之一,需时刻保持正常运行;同时其也是耗能集中的部分,通常占到工厂整体能耗的20%到30%。因此空压机的设备健康状况与能耗运行状态监测是设备管理的重中之重。本产品采用非侵入式的数据采集方式同时对空压机的设备健康状况以及耗能情况进行实时的监控,不仅可以提前预测空压机设备故障,防止非正常停机发生,同时也可以为提升能效管理提供数据依据;更进一步系统可以结合多个维度的信息综合分析,提供设备保养升级,设备残值分析乃至更新换代的科学依据。
行业:科技推广和应用服务业,其他科技推广服务业
4U工控整机在轮胎制造行业的应用
高品质的工控设备在轮胎制造业中应用越来越广泛,4U工控机作为轮胎生产系统的数控核心,用作数据传输、参数设置、数据记录、数据显示、报警。这样减少了很多显示仪表及开关按钮,减少了故障点,增强了数据传输的精确度,提高了轮胎的质量,方便设备故障诊断及设备维修。同时,为工艺工程师提供了一些工艺数据和曲线,方便制造工艺的研究及调整。
行业:批发业,其他批发业
医院等级保护解决方案
本公司遵循纵深防御、安全互补、强度一致、统一支撑和集中管理的思路,严格遵照国家及医疗行业相关要求,为医院网络建立满足等级保护三级要求的安全保障体系。首先,将医院信息网络及诊疗系统作为安全保护对象,为医院网络建设“一个中心,三重防护”的纵深防御技术体系;其次,结合安全管理体系与安全运维体系,落实安全管理和安全技术两大维度的具体实施与维护;最后,以诊疗系统的安全运营为信息安全保障建设的核心,并辅以安全服务贯穿信息安全保障体系的全过程,实现网络安全风险可控。
行业:互联网和相关服务,互联网安全服务
海底地震仪技术发展前景?
海底地震仪技术发展前景?
海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer)是为在海底观测地震及其他地壳构造事件引起的微振动而设计的地震仪。按用途和仪器装置不同可分为系留式、自浮式、电缆式和人造卫星式。通常都是在陆上地震仪的基础上增加一些特殊元件改制而成。与陆上地震仪相比,脉动的增强和衰减都比较快,其振幅比约有20倍以上的差距。脉动的来源为海洋,并和风、波浪成正比。这种地震仪结构复杂,体积大,造价高,布设和回收都比较麻烦。通过架设海底地震仪可观测到陆上不易观测到的前震和微震活动,便于弄清地球构造的区域性差异,是测定海沟、洋中脊附近地震动态和特征的最有力手段。
关键词:低频信号,海底地震仪
跟单信用证技术哪里有?
跟单信用证技术哪里有?
跟单信用证(Documentary Credit)是指凭附带货运单据的汇票或仅凭货运单据付款的信用证,国际贸易结算中使用的大部分是跟单信用证。信用证是银行用以保证买方或进口方有支付能力的凭证,是银行有条件保证付款的证书,成为国际贸易活动中常见的结算方式。按照这种结算方式的一般规定,买方先将货款交存银行,由银行开立信用证,通知异地卖方开户银行转告卖方,卖方按合同和信用证规定的条款发货,银行代买方付款。
关键词:信用证,凭单,运单,跟单,领事,跟单信用证
缺血性筋膜炎技术哪里有?
缺血性筋膜炎技术哪里有?
缺血性筋膜炎又称非典型性压疮性纤维斑,是一种独特的假肉瘤性纤维母细胞增生性病变。本病常因局部软组织长期间歇性受压引起,一般见于活动不便的患者,典型病变发生在骨突起部位,大多数患者通过局部切除可治愈。病常因局部软组织长期间歇性受压引起,行动不便、长期卧床或长期坐轮椅为主要诱发因素。
关键词:母细胞,筋膜炎
鼻咽血管纤维瘤技术专家推荐
鼻咽血管纤维瘤技术专家推荐
鼻咽纤维血管瘤为鼻咽部各种良性肿瘤中之较常见者,常发生于10~25岁的男性青年,男女之比为19:1。瘤中含有丰富血管,容易出血,故又有“男性青春期出血性鼻咽纤维血管瘤”之称,可说明本病的特性。据多数学者意见,一般在25岁以后可能停止生长,亦有术后复发未再处理,随访中发现肿瘤自然消失者。
关键词:鼻咽,健康,血管,青春期,鼻咽血管纤维瘤
简并能级技术专利买卖交易
简并能级技术专利买卖交易
简并能级(英语:Degenerate energy level)在物理学中,简并是指被当作同一较粗糙物理状态的两个或多个不同的较精细物理状态。例如在量子力学中,原子中的电子,由其能量确定的同一能级状态,可以有两种不同自旋量子数的状态,该能级状态是两种不同的自旋状态的简并态。在统计物理学中,宏观上由压强、体积、温度确定的同一宏观热力学状态,在微观上可以对应大量不同的微观状态,该热力学状态是这些微观状态的简并态。简并在量子力学和统计物理中的意义不同,在统计物理中,简并是指量子效应明显的体系。含有简并电子基态的非直线型分子都会产生姜-泰勒效应,而发生构型扭曲。
关键词:能级,简并能级
市政排水产业研究动态
市政排水产业研究动态
市政排水管指市政道路下的雨水、污水管道,即俗称的“下水管道”,在工程上通常称为市政排水管道。根据中国市政道路下设施现状, 一般设置有不同的管线,如电力、通信、煤气、给水、排水管道等等。而排水管道由于考虑雨、污分流的措施,即雨水一般就近排入河流,污水排入污水处理厂,所以市政排水管包括雨水和污水两种管道。
关键词:市政排水,下水管道,排水管
服务案例
官方社群
常见技术问答

答:项目的成熟度随着时间推移可能发生变化,该项目当前具体的成熟度情况,建议您通过在线客服或者我们的全国客服热线400-649-1633进行咨询了解。

答:项目的合作方式多样,包括但不限于合作开发、专利许可、技术转让、技术入股等,具体合作形式可通过在线客服或者我们的全国客服热线400-649-1633对该项目进行咨询。

答:这是平台独家代理的技术转让项目信息,您可通过在线客服或者我们的全国客服热线400-649-1633进行了解,我们专业的技术经纪团队将会与您沟通相关需求细节后给您答复。

答:专业的技术经纪团队,为你提供技术服务、技术转让、技术开发、技术咨询等专业服务,精准匹配,高效对接,确保你全程无忧。

答:我们有优质的技术投产项目、专利、方案、专家、需求等科技资源,还可提供技术项目合作、高校合作、区域技术要素市场解决方案等一系列全流程科技服务。

答:我们是国内“互联网+技术转移”模式探索与实践的先行者,同时是“国家科技成果转化服务示范基地”、“国家技术转移示范机构”,致力于打造卓越的技术创新服务平台,并持续融合运用新技术、新模式,优化科技创新资源整合与配置,形成了“以技术转移为核心,面向企业、高校、科研院所、技术经纪人、技术转移机构、科技服务机构、行业协会、园区、政府等各类创新主体的服务与合作体系。