在这项工作中,刘双全课题组开发了一种“四目”立体伽马相机,它由四个相邻间距为 286 mm的独立编码孔径探测器组成(图1)。每个探测器由像素化闪烁体组成,像素阵列为 44×44,形成 140×140 mm2的全局检测面积。通过以上装置的设置,传统的基于双目的测距方法具有短的测量范围和大的测量偏差。
此外,课题组提出了一种基于四目立体伽马相机的最小面积距离测量算法,结合“手动”精细采样和高斯拟合方法,成功实现了远场源的高精度定位。仿真结果表明,与传统的基于双目的测距方法相比,基于四眼立体相机的最小面积方法将 20 m 范围内的测距精度提高了约 6–10 倍,并将测距范围从 20 m 扩展到 50 m 以上。20 m 和 50 m 的测距偏差分别降至 1.4 m(7.13%)和10.5 m(21%)以下。实验结果表明,当光源距离探测器 21 米和 51 米时,距离估计偏差分别为 1.37 米(6.55%)和 4.94 米(9.69%)(图2)。研究人员还证实了该算法可用于多个源的三维定位。如果将该算法应用于具有更大基线或更高分辨率的设备,则距离测量的范围和精度将大大提高。
该项目受到中国科学院项目资助,相关成果发表在 IEEE Transactions on Nuclear Science上。
论文链接:Yu Yue*, Liu Shuangquan, Zhang Zhiming, Liu Yantao, Liang Xiuzuo, Li Daowu, Shuai Lei, Wei Cunfeng, Wei Long. Far-Field 3-D Localization of Radioactive Hotspots via Four-Eyes Stereo Gamma Camera. IEEE Transactions on Nuclear Science.2022,69(8):1931-1938.
图1. “四目”立体编码伽马照相机
图2. “四目”立体伽马相机对一枚放置在51 处的2.51 Ci 75Se源的(a)重建图像和(b)估计的距离
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