به کارگیری فیلتر کالمن توسعه یافته جهت کاهش نویز غیرایستان چرخشی در پایش هوایی پرتوی گاما | ||
| مجله سنجش و ایمنی پرتو | ||
| مقاله 15، دوره 9، شماره 4 - شماره پیاپی 33، خرداد 1399، صفحه 103-112 اصل مقاله (701.71 K) | ||
| نویسندگان | ||
| محسن رضایی* ؛ منصور عاشور؛ لیلا سرخوش | ||
| سازمان انرژی اتمی ایران | ||
| چکیده | ||
| آشکارسازی پرتو گاما نقش مهمی در افزایش ایمنی هسته ای و بستری مناسب برای استفاده بهینه از پرتوهای هسته ای فراهم می کند. برای آشکارسازی با ریسک پرتوگیری پایین، بدلیل فاصله محل آشکارسازی از منبع پرتویی معمولاً از روش پایش هوایی گاما استفاده می شود. یکی از مهمترین مسائل در پایش هوایی گاما، کاهش نویز آشکارسازی است. روشهای مختلفی برای کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما ارائه شده که از میان آنها در این مقاله، استفاده از خواص ایستان گردشی، به دلیل قابلیت های آن در آشکارسازی شمارش های کم پرتویی، که ناشی از منابع ضعیف گامای دور از محل آشکارساز است، پیشنهاد و به منظور افزایش دقت نتایج آشکارسازی پرتو گاما و کاهش خطای ناشی از محدودیتهای فیزیکی و پروازی با سایر روش های پردازش سری های زمانی و تخمین های طیفی مقایسه شده است. مهمترین مشکل چنین روش هایی پیچیدگی محاسباتی بالا است، که استفاده از آن را با چالش روبهرو می کند. در این مقاله روشهای کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما مبتنی بر خواص ایستان گردشی در فیلترهای توسعه یافته کالمن معرفی میشوند. فیلتر کالمن با استفاده از ادغام داده ها، بر اساس یک مدل دینامیکی، تغییرات در شمارش فوتون های دریافتی عناصر پرتوزا را در زمان واقعی برآورد می کند. نتایج پژوهش نشان می دهد که فیلتر کالمن توسعه یافته با توجه به ویژگی حذف اعواج های غیرخطی نسبت به سایرفیلترها برتری دارد. تمرکز مقاله بر مدل سازی، تطبیق و جنبه های محاسباتی اعمال فیلتر کالمن بر داده های واقعی حاصل از پایش هوایی گاما است. معیار کوواریانس خطا و زمان موردنیاز محاسبات برای پردازش در واقع نگاری آشکارسازی پرتوی گاما با روش های تخمین مبتنی بر چگالی طیف توان و ﺗﺨﻤـﻴﻦ ﻃﻴﻔـﻲ ﭼﻨـﺪﻛﺎﻫﻨـﺪه و کالمن توسعه یافته ارزیابی شده است. نتایج بیانگر آن است که استفاده از روش کالمن توسعه یافته علاوه بر این که آشکارساز را برای مقابله با نویزها و اختلال های غیرخطی آماده میکند، همگرایی سامانه پایش هوایی را نیز به صورت محسوسی افزایش می دهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پایش هوایی پرتو گاما؛ فیلتر کالمن توسعه یافته؛ نویز غیرایستان چرخشی؛ ایمنی هسته ای | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. A. Emadzadeh, J. L. Speyer, “Navigation in Space by X-ray Pulsars”, Springer Science & Business Media, 2011.
[3] ACSL Autonomous Aerial Drone. Available: https://www.xsens.com/customer-cases/acsl-autonomous-aerial-drone-leading-the industrial-revolution-of-the-skies/ 21 October 2017
[4] A. Barwicz, D. Massicotte, Y. Savaria, M. A. Santerre and R. Z. Morawski, “An integrated structure for Kalman-filter-based measure and reconstruction” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, No. 3, Vol. 43, 403-410, 1994
[5] G. Ruckebusch, “A Kalman filtering approach to natural gamma ray spectroscopy in well logging”, IEEE Transactions on Automatic Control, No. 3, Vol. 28, 372-380, 1983.
[6] G. Qian, R. Chellappa, and Q. Zheng, “Robust structure from motion estimation using inertial data”, Journal of the Optical Society of America A, 18(12): 2982–2997, 2001.
[7] D. Strelow, “Motion Est. from Image and Inertial Meas. PhD thesis”, Carnegie-Mellon, 2004
[8] L. Armesto, S. Chroust, M. Vincze and J. Tornero, “Multi-rate fusion with vision and inertial sensors”, Proc. of International conference on robotics and automation, 193–199, 2004.
[9] Gamma Detector Data Files, Available: http://www.cpp.edu/~pbsiegel/nuclear.html Accessed 21 October 2017.
[10] B. Percival and A. T. Walden, “Spectral Analysis for Physical Applications: Multi taper and Conventional Univariate Techniques”, Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1993. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 523 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 510 |
||
