ES2918126T3 - Medidor de sondeo portátil y método - Google Patents

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ES2918126T3 ES17737026T ES17737026T ES2918126T3 ES 2918126 T3 ES2918126 T3 ES 2918126T3 ES 17737026 T ES17737026 T ES 17737026T ES 17737026 T ES17737026 T ES 17737026T ES 2918126 T3 ES2918126 T3 ES 2918126T3
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Abstract

Un medidor de encuesta portátil para medir la radiación, el medidor de encuestas portátiles comprende: un detector de radiación configurado para realizar mediciones de radiación; un sensor de rango configurado para medir los datos de rango de distancias desde el medidor de encuestas portátiles hasta estructuras del mundo real en al menos dos dimensiones; y una unidad de procesamiento configurada para alinear los datos de rango medido con datos de rango de referencia para determinar una posición instantánea del medidor de encuestas portátiles en al menos dos dimensiones en relación con las estructuras del mundo real como marco de referencia fijo, por lo que cada medición se realiza en una posición conocida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Medidor de sondeo portátil y método
La presente invención se refiere a un medidor de sondeo portátil y a un método para medir la radiación. Más particularmente, una realización de esta invención se refiere a un medidor de sondeo portátil autónomo para recopilar mediciones de radiación registradas espacialmente dentro de una región, tal como una instalación nuclear.
Al hacer funcionar o desmantelar una instalación que contiene materiales radiactivos, a menudo es necesario entender la distribución de la actividad de tal manera que se puedan determinar sus efectos en el entorno y en cualesquiera personas que entren en ese entorno. Suele ocurrir que también es necesario determinar las propiedades físicas de una instalación de este tipo. Los métodos convencionales para determinar esta información suelen implicar equipos voluminosos y se basan en referencias externas, tales como marcadores o puntos de referencia fijos, en diversas posiciones alrededor de la instalación. Esto a menudo no está permitido ni es práctico en un entorno potencialmente contaminado.
El documento US2012/0043471 A1 divulga un sistema de determinación de posición y orientación para un detector de radiación. El documento WO2015/024694 A1 divulga el modelado topográfico y radiológico en 3D de un entorno.
Se puede realizar un sondeo radiológico de una instalación, con las posiciones y las mediciones registradas. En un momento posterior, puede ser deseable repetir el sondeo para determinar cómo ha cambiado la distribución de la radiación. Las mediciones radiológicas son sensibles a la posición en la que se toman. Por lo tanto, es importante que las mediciones realizadas en el sondeo de repetición se tomen desde las mismas posiciones que en el sondeo anterior.
La presente invención tiene como objetivo paliar este problema al proporcionar un método para recopilar datos tanto espaciales como radiológicos de una manera que sea independiente de la instalación que se está sondeando y que pueda implementarse sin depender de ninguna entrada o referencia externa.
La invención se define en las reivindicaciones.
Las realizaciones de la invención hacen posible registrar la ubicación espacial de las mediciones radiológicas en un sondeo con mayor precisión que lo que permiten los sondeos de radiación tradicionales. Se espera que las realizaciones de la invención mejoren la precisión con la que se puede repetir un sondeo.
Ahora, se describirán las realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 representa esquemáticamente un medidor de sondeo portátil de acuerdo con una realización de la invención; y
la figura 2 representa esquemáticamente el plano de exploración de un LIDAR de un medidor de sondeo portátil de acuerdo con una realización de la invención.
La figura 1 representa esquemáticamente un medidor de sondeo portátil de acuerdo con una realización de la invención. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil sirve para verificar la contaminación radiactiva.
El medidor de sondeo portátil se puede utilizar en un método para recopilar mediciones radiológicas registradas espacialmente. De acuerdo con la invención, el medidor de sondeo portátil comprende un detector de radiación 7.
De acuerdo con la invención, el detector de radiación 7 está configurado para realizar mediciones (por ejemplo, mediciones radiológicas) de radiación ionizante. El detector de radiación 7 es un medio para medir el nivel de radiación ionizante. Adicionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar mediciones de radiación no ionizante.
De acuerdo con la invención, el medidor de sondeo portátil comprende un sensor de alcance 1,2. El sensor de alcance 1, 2 está configurado para medir datos de alcance de distancias desde el medidor de sondeo portátil hasta estructuras del mundo real en al menos dos dimensiones. Los datos de alcance son interpretados por un algoritmo para determinar una posición instantánea del medidor de sondeo portátil en al menos dos dimensiones con respecto a las estructuras del mundo real como un marco fijo de referencia. El sensor de alcance se combina con un software que ejecuta el algoritmo para determinar la posición del medidor de sondeo portátil con respecto a las estructuras del mundo real. En consecuencia, cada medición radiológica se realiza en una posición conocida. El sensor de alcance 1, 2 combinado con el software es un medio para determinar la posición instantánea del medidor de sondeo portátil (que también puede denominarse detector) en al menos dos dimensiones con respecto a las estructuras del mundo real que rodean al medidor de sondeo portátil.
Cada sensor de alcance 1, 2 está configurado para medir la distancia (es decir, el alcance) desde el medidor de sondeo portátil hasta un objeto del mundo real, tal como una pared. El sensor de alcance 1, 2 está configurado para medir datos de alcance que varían en el tiempo acerca de cómo de lejos está el medidor de sondeo portátil de las estructuras del mundo real en diferentes direcciones. En particular, el primer sensor de alcance 1 está configurado para medir el alcance hasta objetos del mundo real en el plano XY. Entonces, los datos de alcance se utilizan para determinar la posición del medidor de sondeo portátil con respecto a los objetos del mundo real. Esto se puede llevar a cabo alineando los datos de alcance con información conocida acerca de las estructuras del mundo real. Por ejemplo, los datos de alcance pueden proporcionar información acerca de la distancia desde el medidor de sondeo portátil hasta una serie de puntos de una sala. Entonces, se puede determinar la posición del medidor de sondeo portátil alineando los datos de alcance con un mapa de la sala. El mapa de la sala es un ejemplo de información conocida acerca de la distribución de las estructuras del mundo real. Por ende, los datos de alcance medidos se interpretan para proporcionar información de posición con respecto a las estructuras del mundo real. Esta interpretación la realiza un software que ejecuta un algoritmo configurado para deducir el movimiento del medidor de sondeo portátil alineando los datos de alcance con los datos de alcance de referencia (por ejemplo, un mapa).
Al alinear los datos de alcance medidos con los datos de alcance de referencia (por ejemplo, un mapa de las estructuras del mundo real), la posición del medidor de sondeo portátil se puede determinar con respecto a las estructuras del mundo real como el marco fijo de referencia. Esto es diferente de otros medios de detección de posición, tales como GPS, métodos de radiobaliza y lectores de códigos QR. GPS, los métodos de radiobaliza y los lectores de códigos QR se basan en medir la distancia hasta los satélites, las balizas o los códigos QR que tienen una posición conocida en un sistema de coordenadas. La posición del lector se puede determinar midiendo la distancia hasta múltiples satélites, balizas o códigos QR y resolviendo ecuaciones para determinar la posición del lector dentro de ese sistema de coordenadas. Estos métodos no implican alinear las distancias medidas hasta los satélites, balizas o códigos QR para con los datos de alcance de referencia.
La invención no requiere que se instale ningún objeto del mundo real con el fin de determinar la posición. En particular, la invención no requiere ningún satélite, baliza o código QR. Las estructuras del mundo real no son satélites, balizas ni códigos QR. En su lugar, el sensor de alcance 1, 2 mide el alcance hasta los objetos que casualmente estaban allí. No es necesario conocer la posición de los objetos en otro sistema de coordenadas. Los datos de alcance medidos se alinean con los datos de alcance de referencia de modo que las propias estructuras del mundo real se conviertan en el marco fijo de referencia.
La alineación de los datos de alcance se puede lograr mediante cualquier algoritmo que sea capaz de calcular una transformación entre los datos de alcance actuales y uno o más ejemplos de datos de alcance de referencia. Es preferente, en la presente solicitud, que tales algoritmos se diseñen para mantener las demandas de cálculo a un mínimo con el fin de que los requisitos de potencia y de espacio físico del dispositivo de medición de radiación puedan mantenerse bajos. Se describe un algoritmo que es particularmente adecuado para alinear datos de alcance de plano horizontal:
1) Cada ejemplo de datos de alcance de plano horizontal (ya sean actuales o de referencia) está "normalizado rotacionalmente" en función de las propiedades intrínsecas de los datos en lugar de compararlos con los datos de referencia. Esto reduce la dimensión del espacio del problema de alineación de tres dimensiones (X,Y,Theta) a dos dimensiones (X,Y). Una buena medida de orientación intrínseca en entornos hechos por el hombre es aplicar una rotación de candidatos, calcular un histograma unidimensional, H, de valores X y valores Y de los datos de alcance y, luego, calcular la entropía de este histograma (aproximada por la suma de H multiplicada por el logaritmo natural de H). La orientación intrínseca es aquella que minimiza la puntuación de entropía. Cabe destacar que únicamente es necesario buscar en un alcance de orientación de 90 grados, ya que esta medida de orientación es invariable a rotaciones de 90 grados.
2) La búsqueda bidimensional puede entonces reducirse a dos búsquedas unidimensionales comparando los histogramas X e Y de los datos de alcance actuales y de referencia. Para alinear los ejes X de los datos actuales con la exploración de referencia, es suficiente buscar el máximo de F(Rx(X),Cx(X+Xo)) con respecto a Xo, donde F es una función de medida de similitud cuya salida se maximiza cuando los histogramas se alinean, Rx(X) es el histograma de valores X de los datos de referencia, Cx(X) es un histograma de los datos actuales y Xo es un valor candidato para el desplazamiento X entre los datos de referencia y los datos actuales. F puede ser cualquier medida de similitud entre histogramas o distribuciones de probabilidad; siendo el método más sencillo el producto escalar de los dos histogramas de entrada. Debido a que este método es computacionalmente económico, generalmente es posible maximizar F(Rx(i),Cx(i+Xo)) mediante una búsqueda exhaustiva. Cabe destacar que, debido a la simetría de la etapa de normalización de orientación con respecto a rotaciones de 90 grados, no es suficiente comparar Cx(i) con Rx(i) y Cy(i) con Ry(i) porque puede existir un desvío de orientación de un múltiplo de 90 grados entre los datos de referencia y los actuales. Esto se puede resolver alineando las cuatro orientaciones posibles de manera independiente y tomando la orientación con la puntuación de alineación más alta como orientación verdadera. Las cuatro alineaciones se pueden implementar comparando: Cx(i) con Rx(i) y Cy(i) con Ry(i);
Cx(i) con Ry(i) y Cy(i) con Rx(-i); Cx(i) con Rx(-i) y Cy(i) con Ry(-i); y Cx(i) con Ry(-i) y Cy(i) con Rx(i).
El algoritmo relacionado anteriormente también funcionará para datos LIDAR verticales si la etapa 2 se restringe únicamente a la dimensión vertical. Como se ha descrito, el algoritmo se limita al caso donde los datos actuales se superponen significativamente con los datos de referencia. En aplicaciones donde este no es el caso, el algoritmo se puede ampliar introduciendo el concepto de marco clave. Cuando se descubre que los datos de alcance actuales están desplazados de los datos de referencia por algún umbral de distancia predeterminado, o cuando la puntuación de similitud cae por debajo de un umbral predeterminado, el marco actual se nomina "marco clave". Los datos de alcance posteriores se registrarán en el marco clave más reciente en lugar de en los datos de referencia originales. La alineación entre los datos de referencia originales y los datos actuales se puede deducir entonces combinando la transformación entre los datos actuales y el marco clave actual con la transformación entre el marco clave actual y el marco de referencia (que, a su vez, puede depender de las transformaciones de otros marcos clave intermedios).
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un medio de registro continuo de datos espaciales de tal manera que se puede generar un modelo 3D a medida que el medidor de sondeo portátil se mueve alrededor del área.
La medición de datos radiológicos y geométricos se puede lograr usando una combinación de sensores (por ejemplo, el detector de radiación 7 y el sensor de alcance 1, 2). Los sensores que proporcionan los datos geométricos pueden configurarse para determinar la ubicación y la orientación del medidor de sondeo portátil en seis grados de libertad con respecto a las estructuras del mundo real. Sin embargo, este no es necesariamente el caso. Los sensores que proporcionan los datos geométricos pueden configurarse para determinar la ubicación del medidor de sondeo portátil en dos grados de libertad (por ejemplo, en un plano horizontal), tres grados de libertad (por ejemplo, en un plano horizontal y un plano vertical), cuatro grados de libertad (por ejemplo, en un plano horizontal y un plano vertical y la guiñada del medidor de sondeo portátil) o cinco grados de libertad (por ejemplo, en un plano horizontal y un plano vertical y el cabeceo y la guiñada del medidor de sondeo portátil).
Como se representa en la figura 1, el medidor de sondeo portátil comprende, opcionalmente, dos sensores de alcance 1, 2. Sin embargo, este no es necesariamente el caso. En realizaciones alternativas, el medidor de sondeo portátil comprende únicamente un sensor de alcance 1 o más de dos sensores de alcance.
Opcionalmente, el primer sensor de alcance 1 está configurado para medir datos de alcance de distancias desde el medidor de sondeo portátil hasta estructuras del mundo real en el plano horizontal (XY).
Opcionalmente, el sensor de alcance 1, 2 está configurado para medir los datos de alcance usando detección de luz y de alcance (LIDAR), navegación y alcance por sonido (SONAR) o detección y alcance por radio (RADAR). El primer sensor de alcance 1 podría ser un instrumento LIDAR, un instrumento SONAR o un instrumento RADAR. El primer sensor de alcance 1 es capaz de medir la distancia desde el medidor de sondeo portátil hasta las estructuras del mundo real, las cuales rodean el medidor de sondeo portátil.
Cuando el primer sensor de alcance 1 es un instrumento LIDAR, el instrumento LIDAR está configurado para girar alrededor del eje Z formando un ángulo theta hasta el eje X, lo cual se muestra en la figura 2. El primer sensor de alcance 1 está configurado para explorar el plano XY, realizar una serie de mediciones de la distancia en ángulo theta hasta la superficie más cercana en función del tiempo de vuelo de los pulsos láser emitidos por el instrumento LIDAR y reflejados en la superficie. El cambio en la posición del medidor de sondeo portátil a lo largo del tiempo se puede medir calculando la traslación y la rotación que mejor alinean los datos de alcance actuales con los datos de alcance anteriores (por ejemplo, iniciales). Los datos de alcance de referencia con los que se alinean los datos de alcance medidos pueden ser los datos de alcance iniciales medidos cuando se inicia un sondeo. Por ende, no es necesario que se conozca un mapa de la región que se va a sondear. Incluso sin un mapa de este tipo, es posible construir un modelo de la región durante el sondeo.
El medidor de sondeo de la presente invención está diseñado para ser portátil. El medidor de sondeo portátil podría ser de mano. Como resultado, existe la posibilidad de que el medidor de sondeo portátil no permanezca fijo en el plano XY durante todo el sondeo y/o que el medidor de sondeo portátil se mueva verticalmente. Así mismo, el medidor de sondeo portátil puede estar inclinado, dando una falsa impresión del mundo circundante. Opcionalmente, para contrarrestar esto, la salida del primer sensor de alcance 1 (que también puede denominarse dispositivo de medición de posición horizontal) se corrige para la inclinación como se describe a continuación.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un detector de orientación 3. El detector de orientación 3 está configurado para determinar al menos uno de una guiñada instantánea, un balanceo instantáneo y un cabeceo instantáneo del medidor de sondeo portátil con respecto a las estructuras del mundo real. El detector de orientación 3 está configurado para medir la inclinación del medidor de sondeo portátil de tal manera que se pueda aplicar un factor de corrección a los datos XY para garantizar que represente un plano horizontal con mayor precisión. Opcionalmente, el detector de orientación es una Unidad de Medición Inercial (EMU) configurada para medir al menos seis grados de libertad. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil incluye un magnetómetro para mejorar la precisión de la orientación.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un dispositivo estabilizador mecánico. Opcionalmente, el dispositivo estabilizador mecánico está instalado en el resto del medidor de sondeo portátil para evitar o reducir cualquier inclinación. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un proveedor de retroalimentación de posición. El proveedor de retroalimentación de posición está configurado para enviar información a un usuario para ayudar al usuario a mover el medidor de sondeo portátil hasta una posición y/u orientación objetivo con respecto a las estructuras del mundo real. Opcionalmente, el proveedor de retroalimentación de posición está configurado para enviar al usuario información para ayudar al usuario a cambiar al menos uno de la guiñada, el balanceo y el cabeceo del medidor de sondeo portátil hasta una guiñada objetivo, un balanceo objetivo y un cabeceo objetivo, respectivamente, con respecto a las estructuras del mundo real. Opcionalmente, el proveedor de retroalimentación de posición está configurado para proporcionar retroalimentación para permitir que el usuario corrija manualmente cualquier inclinación. Si se utiliza una IMU como detector de orientación 3, la cabeceo, el balanceo y la guiñada instantáneos del medidor de sondeo portátil se pueden medir de tal manera que, cuando se combinan con los datos medidos por el primer sensor de alcance 1, se conocen cinco de los seis grados de libertad (X,Y, cabeceo, balanceo y guiñada).
Con el fin de determinar la posición del detector en la dirección Z, o la altura por encima del suelo, se necesita otro sensor, es decir, el segundo sensor de alcance 2. Opcionalmente, se podría utilizar un segundo detector LIDAR, SONAR o RADAR. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende una unidad de procesamiento 4 (también denominada unidad de procesamiento principal). Utilizando la suposición de que el suelo es plano y una vez que se conoce el ángulo del medidor de sondeo portátil (lejos de la vertical), se puede utilizar trigonometría para calcular la altura del medidor de sondeo portátil. Opcionalmente, la unidad de procesamiento 4 está configurada para calcular la altura del medidor de sondeo portátil en función del ángulo del medidor de sondeo portátil medido por el detector de orientación 3. Opcionalmente, el segundo sensor de alcance 2 está adjunto rígidamente al primer sensor de alcance 1. La salida de datos por parte del sensor de alcance 1, 2 se puede usar para construir un modelo 3D. Cuando se conocen los seis grados de libertad, la unidad de procesamiento 4 puede trazar con precisión la posición del medidor de sondeo portátil dentro del modelo 3D. Opcionalmente, la unidad de procesamiento 4 está configurada para recibir datos de alcance desde el primer sensor de alcance 1 y, si está provisto el segundo sensor de alcance 2, también desde el segundo sensor de alcance 2. La unidad de procesamiento 4 está configurada para comparar los datos de alcance con los datos de alcance anteriores (posiblemente los datos de alcance iniciales). La unidad de procesamiento 4 está configurada para calcular la traslación y la rotación que mejor alinean los datos de alcance actuales con los datos de alcance anteriores (por ejemplo, iniciales) para medir un cambio en la posición y/o la orientación del medidor de sondeo portátil a lo largo del tiempo. Alternativamente, los procesos de comparar los datos de alcance y calcular la traslación y la rotación para medir el cambio en la posición pueden ser realizados por un procesador que se sitúa remotamente del medidor de sondeo portátil.
Adicionalmente o alternativamente, el medidor de sondeo portátil comprende un detector de altura configurado para determinar una altura instantánea del medidor de sondeo portátil por encima de un suelo. Opcionalmente, el detector de altura es un sensor que mide directamente una propiedad que cambia de manera predecible con los cambios de posición en la dirección Z. Por ejemplo, opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un sensor de presión barométrica.
Los datos radiológicos se recopilan utilizando un detector de radiación 7 adecuado, por ejemplo, un tubo Geiger-Muller, un detector de conteo total o un centelleador. Los tipos de radiación que se miden pueden no estar limitados a los rayos gamma, sino que pueden ser cualquier tipo o tipos de radiación ionizante o no ionizante. El dispositivo recopila una serie de mediciones del campo de radiación en las posiciones registradas, determinadas por el sensor de alcance 1,2 y el software descritos anteriormente. Opcionalmente, el detector de radiación 7 está adjunto rígidamente al sensor de alcance 1, 2.
La salida de cada uno del sensor de alcance 1, 2, el software y el detector de radiación 7 proporciona un modelo bidimensional o tridimensional de la instalación, una serie de mediciones de radiación y un conjunto de coordenadas (opcionalmente corregidas para la orientación del medidor de sondeo portátil) que describen la ubicación de cada medición de radiación dentro del modelo. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende una memoria local. La memoria local está configurada para registrar la posición del medidor de sondeo portátil en la que se realizó cada medición radiológica en asociación con la medición radiológica. Esta información se almacena a bordo del medidor de sondeo portátil en un dispositivo de almacenamiento adecuado de tal manera que pueda recuperarse en un momento posterior para su futuro procesamiento o manipulación.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil incluye un cargador de datos. El cargador de datos está configurado para enviar información que indica cada medición radiológica y la posición del medidor de sondeo portátil en la que se realizó la medición radiológica a una memoria externa.
La etapa final opcional del proceso consiste en utilizar la información recopilada por el medidor de sondeo portátil descrito anteriormente para predecir la distribución de las fuentes radiactivas dentro de la instalación. Para ello, se podría utilizar el método expuesto en la patente europea 2074442.
El medidor de sondeo portátil ilustrado en la figura 1 es un aparato que comprende dos sensores LIDAR montados de tal manera que uno explora el plano vertical XZ mientras que el otro explora el plano horizontal XY, como los sensores de alcance 1, 2. No es imprescindible contar con dos sensores de alcance 1, 2. En una realización alternativa, el medidor de sondeo portátil comprende únicamente un sensor de alcance 1, de tal manera que la posición del medidor de sondeo portátil pueda determinarse en dos dimensiones (es decir, en el plano XY). Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un detector de altura configurado para medir la altura del medidor de sondeo portátil. En estas realizaciones, los datos LIDAR se utilizan para mejorar la precisión y la estabilidad de la corrección del balanceo de la siguiente manera: durante cada exploración, se crea un histograma de los vectores entre ecos LIDAR sucesivos. Los picos aparecen en el histograma separados por 90 grados, representando el suelo/techo y las paredes como estructuras del mundo real. Suponiendo que la estructura de la región circundante no cambia fundamentalmente entre exploraciones, el histograma obtenido a partir de exploraciones sucesivas será similar, pero desplazado por cualquier cambio en el ángulo de balanceo de la unidad. Por lo tanto, esto proporciona un medio para detectar y corregir cambios en el ángulo de balanceo que se utiliza para refinar los datos obtenidos de la IMU como detector de orientación 3. En otras realizaciones se pueden utilizar SONAR, RADAR u otras formas de exploración o sensores de medición de distancia de observación. En esta realización, se utiliza un tubo Geiger-Muller como detector de radiación 7 (también denominado sensor radiométrico). Sin embargo, en otras realizaciones, el detector de radiación 7 puede ser, por ejemplo, un sensor de radiación gamma de conteo total sin colimar, un sensor de radiación de dosis absorbida total sin colimar o cualquier otro tipo de detector de radiación según lo requiera la aplicación. Opcionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar una medición radiológica mediante la detección de una cantidad de radiación recibida desde cualquier dirección durante un período de tiempo predeterminado. La radiación detectada por el detector de radiación 7 no se limita a la radiación gamma, sino que puede ser cualquier tipo o tipos de radiación ionizante.
Opcionalmente, el detector de radiación 7, los sensores de alcance 1, 2 y el detector de orientación 3 están montados juntos. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un marco 11. El detector de radiación 7, los sensores de alcance 1, 2 y el detector de orientación 3 pueden montarse en el marco 11, de modo que queden fijos entre sí. El marco 11 puede ser de mano. El marco 11 puede montarse en una plataforma de despliegue remota, por ejemplo, un poste largo o un vehículo hecho funcionar a distancia, tal como una plataforma controlable a distancia con brazo robótico o un cuadricóptero. Esto puede ser particularmente ventajoso si se requiere el despliegue en una región donde los niveles de radiación esperados son demasiado altos para permitir la entrada por parte de humanos.
Como se ha mencionado anteriormente, opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un proveedor de retroalimentación de posición. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende una pantalla 8, que puede formar parte del proveedor de retroalimentación de posición. La pantalla 8 puede montarse en el marco 11 de modo que la pantalla 8 pueda mostrar instrucciones que dirijan al usuario a la siguiente posición objetivo (es decir, el punto de medición).
Opcionalmente, el proveedor de retroalimentación de posición está configurado para enviar información al usuario para ayudar al usuario a cambiar la altura del medidor de sondeo portátil hasta una altura objetivo con respecto al suelo.
Opcionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar automáticamente una medición radiológica cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición. Dicho de otro modo, la medición se activa automáticamente una vez que el medidor de sondeo portátil está lo suficientemente cerca de la ubicación prevista (es decir, la posición objetivo). Sin embargo, no es necesario que la medición se realice automáticamente.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un dispositivo de entrada configurado para permitir que un usuario dé instrucciones al detector de radiación 7 para realizar una medición radiológica en la posición actual del medidor de sondeo portátil. En la realización representada en la figura 1, el dispositivo de entrada es un activador 10. El activador 10 está provisto de modo que, una vez en la ubicación correcta, el usuario pueda proporcionar una entrada que provoque que el medidor de sondeo portátil tome una medición de radiación etiquetada espacialmente. Alternativamente, la medición podría activarse por otros medios de entrada de usuario.
Opcionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar una medición radiológica simultáneamente con el sensor de alcance 1,2 combinado con el software que determina la posición instantánea del medidor de sondeo portátil. En consecuencia, cada medición de radiación está etiquetada espacialmente. Cada medición de radiación se almacena junto con información relativa a la posición y, opcionalmente, la orientación del medidor de sondeo portátil.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un mango 5. El mango facilita que un usuario sostenga el medidor de sondeo portátil de manera constante mientras se mueve alrededor de una instalación para realizar un sondeo.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende una batería 6. La batería 6 está provista como fuente de alimentación para el medidor de sondeo portátil. Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende un interruptor 9. El interruptor 9 es un interruptor de alimentación para el medidor de sondeo portátil.
El medidor de sondeo portátil se lleva hasta la instalación de la cual se desea obtener un modelo y se enciende usando el interruptor 9. Al completar la secuencia de encendido, el sondeo puede iniciarse automáticamente. El medidor de sondeo portátil comienza a registrar datos de posición de la siguiente manera: los sensores de alcance 1, 2 registran distancias hasta estructuras del mundo real dentro de sus planos de medición respectivos y el detector de orientación 3 registra la posición y la orientación respectivas continuamente. Estos datos se almacenan en un medio de almacenamiento dentro de la unidad de procesamiento 4 y también se procesan en tiempo real usando un algoritmo para construir un modelo 2D de la región sondeada. Opcionalmente, la unidad de procesamiento 4 comprende el software que está configurado para alinear los datos de alcance medidos con los datos de alcance de referencia para determinar la posición instantánea del medidor de sondeo portátil en al menos dos dimensiones con respecto a las estructuras del mundo real como un marco fijo de referencia.
La suposición del mundo de Manhattan, de que las estructuras parecen poco diferentes desde los puntos de observación espaciados muy de cerca a lo largo del eje Z, se utiliza en el procesamiento. Este modelo se encuentra en la unidad de procesamiento 4. La unidad de procesamiento 4 también se carga con una serie de posiciones objetivo (es decir, un conjunto de ubicaciones de sondeo) con respecto a la estructura de la instalación.
Opcionalmente, el medidor de sondeo portátil comprende una unidad de establecimiento de posición objetivo, que puede estar incorporada en la unidad de procesamiento 4. Una vez que el modelo 2D se ha construido lo suficiente como para que la propia unidad de procesamiento 4 se ubique dentro de la estructura de la instalación, la dirección y la distancia hasta la siguiente ubicación de sondeo se indica en la pantalla 8. Opcionalmente, la unidad de establecimiento de posición objetivo está configurada para establecer una nueva posición objetivo de entre la serie de posiciones objetivo después de que el detector de radiación 7 haya realizado la medición radiológica en la posición objetivo. Opcionalmente, la unidad de establecimiento de posición objetivo está configurada para establecer una nueva posición objetivo de entre la serie de posiciones objetivo tras la instrucción de un usuario para omitir la posición objetivo.
En otras realizaciones, el orden de las mediciones puede no ser importante y el medidor de sondeo portátil puede dirigir al usuario hasta el punto de medición más cercano en lugar del siguiente en la secuencia. Una vez que el medidor de sondeo portátil esté en el punto de sondeo deseado, se realiza una medición automáticamente o bajo demanda en función de que el usuario presione el activador 10. Las realizaciones pueden presentar un enclavamiento de software para evitar que se tome la medición cuando la unidad está demasiado lejos del punto de sondeo o pueden eliminar la entrada de usuario a favor de que la medición se active automáticamente cuando el sensor se encuentra dentro de una distancia aceptable de la ubicación de sondeo requerida.
Opcionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar automáticamente una medición radiológica cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición y la diferencia entre el al menos uno de la guiñada instantánea, el balanceo instantáneo y el cabeceo instantáneo del medidor de sondeo portátil y una guiñada objetivo, un balanceo objetivo y un cabeceo objetivo, respectivamente, es menor que una diferencia umbral de guiñada, una diferencia umbral de balanceo y una diferencia umbral de cabeceo, respectivamente.
Opcionalmente, el detector de radiación 7 está configurado para realizar automáticamente una medición radiológica cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición y la diferencia entre la altura instantánea del medidor de sondeo portátil y una altura objetivo es menor que una diferencia umbral de altura.
Las realizaciones pueden proporcionar retroalimentación visual, de audio u sensorial de otro tipo al operador para indicar el progreso y la finalización de la medición. Cuando se completa cada medición de radiación, esta se etiqueta con una ubicación, con respecto al modelo de región 2D, calculada a partir de los sensores LIDAR y la IMU, y almacenada en el almacenamiento adjunto a la unidad de procesamiento 4.
La instalación podría ser una única sala, múltiples salas en un edificio, la superficie exterior de las paredes del edificio o, de hecho, cualquier entorno tridimensional que contenga una distribución desconocida de material radiactivo en el que sea posible determinar la ubicación y la orientación utilizando los sensores geométricos incorporados, es decir, los sensores de alcance 1, 2 y el detector de orientación 3. El término general "región" se utiliza para cualquier instalación o espacio para el que se pretenda determinar la distribución de materiales radiactivos.
La cantidad de observaciones requerida vendrá determinada por los requisitos de sondeo del operador, pero el registro espacial automatizado y la retroalimentación para el usuario proporcionada por la unidad facilitan el registro de una mayor cantidad de puntos de sondeo al mismo tiempo en comparación con las técnicas manuales existentes.
Una vez completada la recopilación de datos, los datos se transfieren desde el aparato hasta un sistema informático separado para su análisis. Los datos recopilados proporcionan información de dosis en una serie de ubicaciones dentro de la región sondeada. Estos datos son de naturaleza similar a los obtenidos mediante un sondeo de radiación llevado a cabo manualmente en el que la ubicación de cada medición sencillamente se marca aproximadamente en un plano de suelo de la instalación, pero, al usar esta realización de la invención, la ubicación espacial de cada medición se registra con mucha más precisión de lo que permiten los sondeos de radiación tradicionales.
Lista de números de referencia utilizados en la figura 1:
. primer sensor de alcance
. segundo sensor de alcance
. detector de orientación
. unidad de procesamiento
. mango
. batería
. detector de radiación
. pantalla
. interruptor
0. activador
1. marco

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un medidor de sondeo portátil para medir radiación ionizante, comprendiendo el medidor de sondeo portátil:
un detector de radiación (7) configurado para realizar mediciones de radiación ionizante;
y
un sensor de alcance (1, 2) configurado para medir datos de alcance de distancias desde el medidor de sondeo portátil hasta estructuras del mundo real en al menos dos dimensiones;
caracterizado por una unidad de procesamiento (4) configurada para alinear los datos de alcance medidos con unos datos de alcance de referencia de las estructuras del mundo real para determinar una posición instantánea del medidor de sondeo portátil en al menos dos dimensiones con respecto a las estructuras del mundo real como marco fijo de referencia, por lo que cada medición se realiza en una posición conocida,
en donde la unidad de procesamiento está configurada para calcular una traslación y una rotación que mejor alinean los datos de alcance medidos con unos datos de alcance medidos anteriormente para medir un cambio en la posición y/o la orientación del medidor de sondeo portátil a lo largo del tiempo.
2. El medidor de sondeo portátil de la reivindicación 1, en donde el detector de radiación está configurado para realizar una medición simultáneamente con un software que determina la posición instantánea del medidor de sondeo portátil.
3. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, que comprende:
un proveedor de retroalimentación de posición configurado para enviar información a un usuario para ayudar al usuario a mover el medidor de sondeo portátil hasta una posición objetivo con respecto a las estructuras del mundo real.
4. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, en donde el detector de radiación está configurado para realizar automáticamente una medición cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición, comprendiendo opcionalmente:
una unidad de establecimiento de posición objetivo configurada para establecer una nueva posición objetivo de entre una serie de posiciones objetivo después de que el detector de radiación haya realizado la medición en la posición objetivo, opcionalmente, en donde la unidad de establecimiento de posición objetivo está configurada para establecer una nueva posición objetivo de entre la serie de posiciones objetivo tras la instrucción de un usuario para omitir la posición objetivo.
5. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, en donde:
el sensor de alcance está configurado para medir los datos de alcance usando LIDAR, SONAR o RADAR; y/o el medidor de sondeo portátil comprende un dispositivo de entrada (10) configurado para permitir que un usuario dé instrucciones al detector de radiación para realizar una medición en la posición actual del medidor de sondeo portátil.
6. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, que comprende:
un detector de orientación (3) configurado para determinar al menos uno de una guiñada instantánea, un balanceo instantáneo y un cabeceo instantáneo del medidor de sondeo portátil con respecto a las estructuras del mundo real.
7. El medidor de sondeo portátil de la reivindicación 6 cuando depende de la reivindicación 3, en donde el proveedor de retroalimentación de posición está configurado para enviar al usuario información para ayudar al usuario a cambiar al menos uno de la guiñada, el balanceo y el cabeceo del medidor de sondeo portátil hasta una guiñada objetivo, un balanceo objetivo y un cabeceo objetivo, respectivamente, con respecto a las estructuras del mundo real.
8. El medidor de sondeo portátil de la reivindicación 6 o 7, en donde el detector de radiación está configurado para realizar automáticamente una medición cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición y la diferencia entre el al menos uno de la guiñada instantánea, el balanceo instantáneo y el cabeceo instantáneo del medidor de sondeo portátil y una guiñada objetivo, un balanceo objetivo y un cabeceo objetivo, respectivamente, es menor que una diferencia umbral de guiñada, una diferencia umbral de balanceo y una diferencia umbral de cabeceo, respectivamente.
9. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, que comprende:
un detector de altura configurado para determinar una altura instantánea del medidor de sondeo portátil sobre un suelo.
10. El medidor de sondeo portátil de la reivindicación 9 cuando depende de la reivindicación 3, en donde el proveedor de retroalimentación de posición está configurado para enviar información al usuario para ayudar al usuario a cambiar la altura del medidor de sondeo portátil hasta una altura objetivo con respecto al suelo.
11. El medidor de sondeo portátil de la reivindicación 9 o 10, en donde el detector de radiación está configurado para realizar automáticamente una medición cuando la diferencia entre la posición instantánea del medidor de sondeo portátil y una posición objetivo es menor que una diferencia umbral de posición y la diferencia entre la altura instantánea del medidor de sondeo portátil y una altura objetivo es menor que una diferencia umbral de altura.
12. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, en donde:
el detector de radiación está configurado para realizar una medición mediante la detección de una cantidad de radiación recibida desde cualquier dirección durante un período de tiempo predeterminado; y/o
el medidor de sondeo portátil comprende una memoria local configurada para registrar la posición del medidor de sondeo portátil en la que se realizó cada medición de radiación en asociación con la medición de radiación; y/o la unidad de procesamiento está configurada para alinear los datos de alcance medidos con los datos de alcance de referencia en tiempo real para construir un modelo de una región sondeada, en donde el modelo es en al menos dos dimensiones.
13. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, que comprende:
una pantalla (8) configurada para mostrar el modelo al usuario; o
una pantalla (8) configurada para enviar una información de usuario para indicar la posición instantánea del medidor de sondeo portátil dentro del marco fijo de referencia.
14. El medidor de sondeo portátil de cualquier reivindicación anterior, en donde:
el medidor de sondeo portátil es de mano; y/o el detector de radiación está configurado para realizar mediciones de radiación ambiental;
y/o
el medidor de sondeo portátil comprende un cargador de datos configurado para enviar información que indica cada medición y la posición del medidor de sondeo portátil en la que se realizó la medición a una memoria externa.
15. Un método para medir radiación ionizante, comprendiendo el método:
realizar mediciones de radiación ionizante utilizando un medidor de sondeo portátil; y
medir datos de alcance de distancias desde el medidor de sondeo portátil hasta estructuras del mundo real en al menos dos dimensiones;
caracterizado por alinear los datos de alcance medidos con unos datos de alcance de referencia de las estructuras del mundo real para determinar la posición instantánea del medidor de sondeo portátil en al menos dos dimensiones con respecto a las estructuras del mundo real como un marco fijo de referencia, por lo que cada medición se realiza en una posición conocida,
en donde el método comprende calcular una traslación y una rotación que mejor alinean los datos de alcance medidos con unos datos de alcance medidos anteriormente para medir un cambio en la posición y/o la orientación del medidor de sondeo portátil a lo largo del tiempo.
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