具有识别模块的便携式X光检查仪的制作方法

本发明涉及x光检查设备，具体地，涉及一种具有识别模块的便携式x光检查仪。

背景技术：

1、现存的x光设备一般存在体积重量大，部件数量多、连接线缆繁杂，单操作员作业效率低，设备布设及撤收时间长、控制方式单一，无法根据现场情况灵活选择合适的控制方式等问题。需设计一种部件集成化程度高、便携性强、展开作业操作简单、适应于不同环境的x光检查仪设备。

2、对指定危险物品的x光图像目标识别任务目前存在可用样本数据少，与真实世界图像域间隙大，小型目标在物品重叠多时识别困难等问题。需建立针对指定危险物品的识别库以提高识别方案精度。在具体任务中，存在识别小目标零件被掩盖在大物体中，人眼难以观察到的问题。需要设计一种仅依靠少量图像数据训练就达到高识别精度的深度模型算法。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有识别模块的便携式x光检查仪。

2、根据本发明提供的一种具有识别模块的便携式x光检查仪，包括：x光发射模块、成像探测模块、通信控制模块和识别模块；

3、所述x光发射模块根据通信控制模块的指令，向被检查物发射x光，x光穿透物体后投射到成像探测模块，所述通信控制模块将成像探测模块生成的图像数据发送到识别模块，所述识别模块通过基于深度学习的目标识别模型对图像进行识别，并展示识别结果。

4、优选地，所述x光发射模块主控电路板接收通信控制模块发出的指令，主控电路板再将指令传递到总控制电路上，总控制电路根据传达的指令调节x光发射模块的电压和电流参数使x射线从发射口位置发出。

5、优选地，所述成像探测模块使用碘化铯晶体作为镀层材料将x射线完整转换为光信号，在探测器表面形成光学图像，再经探测器转换为数字图像。

6、优选地，所述便携式x检查仪还包括三脚架，所述三脚架包括x光发射模块三脚架和成像探测模块三脚架，所述三脚架包括堆叠串联安装的x轴滑轨和y轴滑轨，所述x轴滑轨上安装有设备挂钩滑块，所述设备挂钩滑块用于挂载x光发射模块或成像探测模块，所述设备挂钩滑块通过x轴滑轨和y轴滑轨在平面内移动。

7、优选地，所述识别模块的识别过程包括：

8、实例化深度学习目标识别类detector，包括detector函数和run函数；所述detector函数用于将深度学习模型从硬盘加载到内存，设定计算设备为cpu，设定模型到推理模式，读取分类标签；所述run函数用于用于读取图像并进行目标识别推理；

9、使用httplib类建立http server端服务svr，svr可接受post命令”/detect”，用于接收x光图像，返回识别结果；

10、使用httpl ib类建立指定url的http client客户端；将采集到x光图像储存地址打包成httpl ib::mult ipartformdataitems格式的文件并传输给server端svr；svr端根据图像储存地址读取相应图像，通过detector::run函数处理，将识别结果以检测框、置信度、目标类别三部分传给客户端。

11、优选地，所述深度学习模型的训练流程包括：采集包含识别目标物体的x光数据集，数据集中目标物体的姿态，位置和相邻物品存在差异；对数据集中目标区域进行标注并注明类别名称；采用segment anything算法对包含识别目标的大物体进行分割，裁剪得到不包含背景信息的大物体的透明图像存档；在yolov7网络的数据预处理模块中，添加基于泊松融合方式的数据增强方法，将裁剪得到的包含识别目标而不包含背景的大物体透明图像随机旋转，同时修正识别目标的标注框与图像边缘平行，再进行概率为0.5的随机0.8-1.2倍缩放，将随机旋转和随机缩放后的图像以随机位置采用泊松融合的方式填充进即将进行训练的数据；将数据集按比例划分为训练集和验证集，使用训练集进行训练模型，取在验证集中检测平均精度最高的epoch的模型保存；将保存的模型用torchscript脚本转化为c++可读取的模型以供detector类调用。

12、优选地，所述detector::run函数流程如下：将输入x光图像拷贝一个新副本，通过letterboximage函数补齐和缩放图像到模型输入大小，归一化图像像素值到0-1的浮点数，将处理后的数据送入深度学习模型进行推理，将推理结果通过postprocessing函数进行后处理。

13、优选地，所述成像探测模块的成像方式包括静态成像和动态成像。

14、优选地，所述便携式x光检查仪安装过程包括：

15、步骤s1：展开x光发射模块三脚架和成像探测模块三脚架；

16、步骤s2：安装x光发射模块和成像探测模块；将x光发射模块和成像探测模块分别挂载到x光发射模块三脚架设备挂钩和成像探测模块三脚架设备挂钩上，连接通信线缆和供电线缆；

17、步骤s3：连接三脚架和通信控制模块；根据目标位置通过通信控制模块调整x光发射模块和成像探测模块的三脚架x轴滑轨和y轴滑轨位置；

18、步骤s4：初始化x光发射模块控制，初始化成像探测模块控制；

19、步骤s5：选择静态成像或动态成像方式。

20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

21、1、本发明设计了一种便携式x光检查仪，可在复杂地形快速展开并开展探测拍摄工作，系统部件数量少，方便操作，有效减轻整机的重量。

22、2、本发明设计了一种x光图像中小型目标的识别算法，针对大物体中细小零件的识别任务，在少样本训练的前提下可有效提升指定危险物品识别精度。

技术特征：

1.一种具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，包括：x光发射模块、成像探测模块、通信控制模块和识别模块；

2.根据权利要求1所述的具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，所述x光发射模块主控电路板接收通信控制模块发出的指令，主控电路板再将指令传递到总控制电路上，总控制电路根据传达的指令调节x光发射模块的电压和电流参数使x射线从发射口位置发出。

3.根据权利要求1所述的具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，所述成像探测模块使用碘化铯晶体作为镀层材料将x射线完整转换为光信号，在探测器表面形成光学图像，再经探测器转换为数字图像。

4.根据权利要求1所述的具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，所述便携式x检查仪还包括三脚架，所述三脚架包括x光发射模块三脚架和成像探测模块三脚架，所述三脚架包括堆叠串联安装的x轴滑轨和y轴滑轨，所述x轴滑轨上安装有设备挂钩滑块，所述设备挂钩滑块用于挂载x光发射模块或成像探测模块，所述设备挂钩滑块通过x轴滑轨和y轴滑轨在平面内移动。

5.根据权利要求1所述的具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，所述识别模块的识别过程包括：

6.根据权利要求5所述的具有识别模块的便携式x光检查仪，其特征在于，所述深度学习模型的训练流程包括：采集包含识别目标物体的x光数据集，数据集中目标物体的姿态，位置和相邻物品存在差异；对数据集中目标区域进行标注并注明类别名称；采用segmentanything算法对包含识别目标的大物体进行分割，裁剪得到不包含背景信息的大物体的透明图像存档；在yolov7网络的数据预处理模块中，添加基于泊松融合方式的数据增强方法，将裁剪得到的包含识别目标而不包含背景的大物体透明图像随机旋转，同时修正识别目标的标注框与图像边缘平行，再进行概率为0.5的随机0.8-1.2倍缩放，将随机旋转和随机缩放后的图像以随机位置采用泊松融合的方式填充进即将进行训练的数据；将数据集按比例划分为训练集和验证集，使用训练集进行训练模型，取在验证集中检测平均精度最高的epoch的模型保存；将保存的模型用torchscript脚本转化为c++可读取的模型以供detector类调用。

7.根据权利要求5所述的具有识别模块的便携式x光检测仪，其特征在于，所述detector::run函数流程如下：将输入x光图像拷贝一个新副本，通过letterboximage函数补齐和缩放图像到模型输入大小，归一化图像像素值到0-1的浮点数，将处理后的数据送入深度学习模型进行推理，将推理结果通过postprocessing函数进行后处理。

8.根据权利要求1所述的具有识别模块的便携式x光检测仪，其特征在于，所述成像探测模块的成像方式包括静态成像和动态成像。

9.根据权利要求4所述的具有识别模块的便携式x光检测仪，其特征在于，所述便携式x光检查仪安装过程包括：

技术总结本发明提供了一种具有识别模块的便携式X光检查仪，包括：X光发射模块、成像探测模块、通信控制模块和识别模块；所述X光发射模块根据通信控制模块的指令，向被检查物发射X光，X光穿透物体后投射到成像探测模块，所述通信控制模块将成像探测模块生成的图像数据发送到识别模块，所述识别模块通过基于深度学习的目标识别模型对图像进行识别，并展示识别结果。本发明设计的便携式X光检查仪，可在复杂地形快速展开并开展探测拍摄工作，系统部件数量少，方便操作，有效减轻整机的重量。技术研发人员：丁旭伟,吴美武,李锴璇,黄丽芳,闻海达,杨达人受保护的技术使用者：上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所）技术研发日：技术公布日：2024/10/10