用于快速定位輻射源的無人機(jī)系統(tǒng)-來自ADVACAM和捷克理工的專家正在將未來的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)

2021-07-05 09:53:31

摘要

RaDron項(xiàng)目旨在開發(fā)一種小型設(shè)備，用于快速定位靜態(tài)或移動的伽馬輻射源，并將其集成到一架小型自主飛機(jī)(無人機(jī))中。隨后，探測器還會被改裝成手持輻射成像儀，并作為手機(jī)附件使用。

放射性在我們周圍無處不在，無時不有，是我們環(huán)境和生活的自然組成部分，在科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)和能源生產(chǎn)中有著廣泛的用途。無論是在實(shí)驗(yàn)室還是實(shí)際環(huán)境中，安全處理此類放射性材料的關(guān)鍵因素在于放射性檢測。能夠從空氣中快速準(zhǔn)確地定位放射性源是成功應(yīng)對潛在危機(jī)的主要評判標(biāo)準(zhǔn)。本文所要談?wù)摰氖?RaDron 項(xiàng)目中使用的無人機(jī)設(shè)備。

RaDron項(xiàng)目

來自 ADVACAM、捷克理工大學(xué)電氣工程學(xué)院 (FEE CTU) 和捷克計量研究所 (CMI) 的專家參與的 RaDron 項(xiàng)目已完成了用于尋找放射性源的無人機(jī)原型機(jī)的第一階段測試。

這個階段測試非常成功；在試飛期間，團(tuán)隊使用開發(fā)的技術(shù)在實(shí)際環(huán)境中對放射性源進(jìn)行了定位測試。RaDron 團(tuán)隊的目標(biāo)是開發(fā)一套完全獨(dú)立、智能的系統(tǒng)；根據(jù)無人機(jī)的康普頓相機(jī)中輻射探測器獲取的信息結(jié)合后端的信號處理軟件，它會自動將無人機(jī)導(dǎo)航到輻射源的位置。因此，它既不依賴于 GPS 信號，也不依賴于無人機(jī)操作員。得益于無人機(jī)的小型化及其獨(dú)特的控制系統(tǒng)，RaDron 可以在建筑物內(nèi)和復(fù)雜地形中（例如，在森林中）靈活運(yùn)行。值得一提的是，康普頓相機(jī)僅重 50g。

實(shí)驗(yàn)測試

團(tuán)隊分別在室外和室內(nèi)進(jìn)行了無人機(jī)的測試。使用活度為 58.2 MBq的 Cs-137 放射性作為輻射源。無人機(jī)的康普頓相機(jī)采用了第一版控制、數(shù)據(jù)采集和處理軟件?？刂葡到y(tǒng)記錄了無人機(jī)飛行數(shù)據(jù)（位置、方向、環(huán)境地圖等）。在 2020 年進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了使用康普頓相機(jī)定位輻射源的想法。其中源的位置是根據(jù)相機(jī)提供的數(shù)據(jù)計算出來的，并在無人機(jī)的 3D 地圖中顯示出來。此外，還測試了探測器在起飛和著陸過程中的連接及其穩(wěn)定性（對沖擊和振動的敏感性）。一切都超出了預(yù)期——在探測器連續(xù)運(yùn)行期間，通信和數(shù)據(jù)收集沒有中斷。

雄心勃勃的項(xiàng)目目標(biāo)

“在搜索放射性源時，在無人機(jī)上使用康普頓相機(jī)并不是唯一的選擇，”RaDron 項(xiàng)目創(chuàng)建者兼 ADVACAM 科學(xué)總監(jiān) Jan Jak?bek 博士說。他繼續(xù)說道：“固定式的康普頓相機(jī)可用于醫(yī)療設(shè)施和實(shí)驗(yàn)室，通過手機(jī)應(yīng)用程控制的康普頓相機(jī)將幫助救援人員和消防員?！?/span>

今年，RaDron 項(xiàng)目的飛行測試安排已經(jīng)排滿。未來團(tuán)隊還將在好幾種場景下進(jìn)行自主搜索輻射源的測試。其中一個高難度的測試場景是使用無人機(jī)監(jiān)控移動輻射源的能力，比如犯罪分子盜竊放射性材料的情況。

點(diǎn)擊下方閱讀原文鏈接，詳細(xì)了解ADVACAM康普頓相機(jī)的工作原理-這是捷克ADVACAM公司的聯(lián)合創(chuàng)始人Daniel Turecek在第21屆輻射成像探測器國際研討會（iWoRiD 2019）的報告內(nèi)容。

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