CN109489552A - 一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统,所述激光定位方法包括步骤：S1、在视频检查装置的支撑架末端安装激光打标器，并通过激光打标器向稳压器筒体内表面投射基准激光线；S2、通过摄像头采集基准激光线的图像信息计算出摄像头指向与基准激光线之间的偏转角度；S3、根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。所述激光定位系统包括用于投射基准激光线的激光打标器和用于计算出偏转角度的处理中心。本发明提供的核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统采用机器视觉定位，可以在后台自动对视频检查装置的定位进行校正，检测速度快，精度高，具有良好的技术效果。

Description

一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统
技术领域
本发明涉及核反应堆稳压器视频检查技术领域，尤其涉及一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统。
背景技术
稳压器又称容积补偿器，是压水堆核电站的重要设备之一,用于在压水堆核电站运行中补偿一回路冷却水温度变化引起一回路水容积的变化,调节一回路冷却剂的工作压力。稳压器壳体为低合金钢,内表面堆焊不锈钢堆焊层，用以保护壳体金属不受硼酸溶液的腐蚀。稳压器内表面在运行过程中受应力、腐蚀和高温作用，故按照法规要求需对稳压器内表面堆焊层按周期进行视频检查，检查范围包括稳压器内表面堆焊层，电加热元件支撑板以上的内表面堆焊层，电加热元件支撑板状态螺钉是否松脱或腐蚀，电加热元件支撑板上是否有异物、堆焊层是否存在腐蚀、裂纹或者剥落等。如图1所示，目前使用的稳压器视频检查装置包括安装在稳压器内部的支撑架11和伸缩杆12，伸缩杆12末端固定一个耐辐照的摄像头13，通过钢索卷扬机拉动伸缩杆12带动摄像头13在稳压器筒体内部上下移动，配合摄像头上的旋转运动机构即可完成对稳压器筒体内表面的视频检查。
然而，现有的稳压器视频检查装置使用的承重结构是一种柔性材料制成的扁平化承重抗扭电缆，在垂直悬挂使用时，柔性材料由于本身加工过程中残留的少量不均匀性，悬挂后会发生不均匀扭转，导致稳压器视频检查装置的定位出现不必要偏差，需要采取措施进行避免或消除。
发明内容
本发明为了避免稳压器视频检查装置的定位出现偏差，提供了一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法，其采用机器视觉自动定位，可在后台自动校正视频检查装置的定位偏差问题。
本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：一方面，提供一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法,包括步骤：
S1、在视频检查装置的支撑架末端安装激光打标器，并通过所述激光打标器向稳压器筒体内表面投射基准激光线；
S2、通过视频检查装置的摄像头采集所述基准激光线的图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线之间的偏转角度；
S3、根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
本发明上述的激光定位方法中，步骤S2包括：
S20、获取所述摄像头采集的基准激光线的图像信息；
S21、依据所述图像信息计算所述基准激光线的位置值；
S22、根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
S23、根据所述间隔距离和稳压器水室的半径计算所述偏转角度。
本发明上述的激光定位方法中，步骤S3包括：
将所述摄像头的初始安装角度根据所述偏转角度进行修正，以对所述视频检查装置的定位进行校正。
本发明上述的激光定位方法中，步骤S21包括：
S221、依据所述图像信息输出可编辑图像数据；
S222、在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区；
S223、对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值。
本发明上述的激光定位方法中，步骤S22包括：
根据所述数据采集区的起始点和终点的位置值计算出摄像头屏幕中心线的位置值，所述摄像头屏幕中心线的位置值与基准激光线的位置值的差值即为所述间隔距离。
另一方面，还提供一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位系统,包括：
激光打标器，安装在视频检查装置的支撑架末端，用于向稳压器筒体内表面投射基准激光线；
处理中心，用于通过视频检查装置的摄像头采集的所述基准激光线的图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线的偏转角度；
所述处理中心，还用于根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
本发明上述的激光定位系统，所述处理中心包括：
采集模块，用于获取所述摄像头采集的基准激光线的图像信息；
机器视觉处理模块，用于依据所述图像信息计算所述基准激光线的位置值，并根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
数据处理模块，用于根据所述间隔距离和稳压器水室的半径计算所述偏转角度。
本发明上述的激光定位系统，所述处理中心还包括：
定位修正模块，用于将所述摄像头的初始安装角度根据所述偏转角度进行修正，以对所述视频检查装置的定位进行校正。
本发明上述的激光定位系统，所述采集模块还用于依据所述图像信息输出可编辑图像数据到所述机器视觉处理模块；
所述机器视觉处理模块，还用于在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区，并对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，从而计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值。
本发明上述的激光定位系统，所述机器视觉处理模块还用于根据所述数据采集区的起始点和终点的位置值计算出摄像头屏幕中心线的位置值，所述摄像头屏幕中心线的位置值与基准激光线的位置值的差值即为所述间隔距离。
实施本发明提供的一种核反应堆视频检查装置的激光定位方法及系统具有以下有益效果：
所述激光定位方法及系统通过激光打标器在稳压器筒体内表面投射基准激光线，并通过摄像头采集基准激光线的图像信息，然后通过机器视觉分析计算出摄像头指向与基准激光线之间的偏转角度，可对视频检查装置的定位进行校正，避免定位出现偏差；同时，所述激光定位方法及系统采用机器视觉定位，可以在后台自动运行，不仅具有检测速度快，精度高等优点，而且系统集成度高，不打断检验过程，能够保证视频检查装置的使用效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的视频检查装置核的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的激光定位方法的流程示意图；
图3是本发明提供的激光定位方法中激光打标器的投射示意图；
图4是本发明提供的激光定位方法中输出可编辑数据的示意图；
图5是本发明提供的激光定位方法中选择数据采集区域的示意图；
图6是本发明提供的激光定位方法中识别基准激光线的示意图；
图7是本发明提供的激光定位方法中基准激光线与摄像头屏幕中心线间隔距离的示意图；
图8是本发明提供的激光定位方法中偏转角度的示意图；
图9是本发明提供的激光定位系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
为了避免稳压器视频检查装置发生不可预计的扭转而导致视频检查装置的定位出现偏差，本发明提供一种核电反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统，其核心思想是：在视频检查装置的支撑架顶端安装激光打标器，往稳压器的筒体内表面透射基准激光线，通过摄像头采集基准激光线的图像信息，通过分析图像信息计算出摄像头指向与基准激光线之间的偏转角度了，从而利用该偏转角度校正视频检查装置的定位偏差，获得正确的定位。
实施例一
结合图2和图3所示，本实施例提供的核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法，包括步骤：
S1、在视频检查装置的支撑架11末端安装激光打标器20，并通过激光打标器20向稳压器筒体内表面投射竖直的基准激光线21；
S2、通过视频检查装置的摄像头13采集基准激光线21的图像信息，并通过所述图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线之间的偏转角度；
S3、根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
本实施例中，支撑架11的末端即为支撑架11和伸缩杆12的接触端，摄像头13安装在伸缩杆12底端，其余可参考视频检查装置的现有结构，本实施例不再赘述。
进一步地，步骤S2包括：
S20、通过视频检查装置的摄像头13观察所述基准激光线，获取所述基准激光线的图像信息；
S21、依据所述图像信息计算所述基准激光线所在的位置值；
本实施例中，步骤S21包括：
S221、通过采集卡获取摄像头采集的图像信息，并输出可编辑图像数据到处理中心上的机器视觉处理模块；
结合图4所示，图4为本实施例采集卡输出到处理中心的可编辑图像数据示意图；本实施例中，采集卡为插设在处理中心上的用于采集图像信息的功能模块。
S222、在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区；
结合图5所示，为了避免无关信号干扰，本实施例在所述可编辑图像数据上选取采集宽度为a的区域作为数据采集区；
S223、对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值；
结合图6所示，本实施例通过机器视觉处理模块对所述数据采集区上的每一个像素点根据灰度值进行赋值，然后计算相邻像素点灰度值差值大于10的点，将这些点连接起来就变成基准激光线21的左右边界线，从而识别出基准激光线21，即可计算出基准激光线在数据采集区内的平均位置值作为位置值；另外,图5中上下两条水平线分别为数据采集区的分界线，不计入识别目标。
步骤S21完成之后进入步骤：
S22、根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
具体的，结合图7所示，摄像头屏幕中心线14位于所述数据采集区的中心线位置，因此可根据所述数据采集区的起始点和终点位置值计算出摄像头屏幕中心线14的位置值，摄像头屏幕中心线14的位置值与基准激光线21的位置值的差值即为两者之间的间隔距离L。
S23、根据所述间隔距离和稳压器水室的半径按照设定公式计算获取所述偏转角度；
具体的结合图8所示，偏转角度θ可由下列设定公式(1)计算得出：
θ＝2arctan(L/2R) (1)
公式(1)中，L为摄像头屏幕中心线与基准激光线之间的间隔距离；R为稳压器水室的半径。
进一步地，根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正，本实施例中，设定摄像头的初始角度为θ0，经过计算得知摄像头与基准激光线之间的偏转角度为θ，为了消除偏转角度产生的偏差，在后台的数据处理过程中自动使θ0-θ即可消除定位偏差，获得正确的定位。
综上，本发明提供的激光定位方法采用机器视觉定位，不仅检测速度快，精度高，而且系统集成度高，不打断视频检查装置的检验过程，可在后台自动运行，保证检查装置的工作效率。
实施例二
结合图3和图9所示，本实施例提供一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位系统，包括：
激光打标器20，安装在视频检查装置的支撑架11末端，用于向稳压器筒体内表面投射竖直的基准激光线21；
处理中心30，用于通过视频检查装置的摄像头13采集的基准激光线21的图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线的偏转角度；
处理中心30还用于根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
具体的，所述处理中心30包括：
采集模块31，用于获取所述摄像头采集的基准激光线的图像信息；采集模块31优选为插设在处理中心30上的用于采集视频的采集卡；
机器视觉处理模块32，用于依据所述图像信息计算所述基准激光线所在的位置值，并根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
数据处理模块33，用于根据所述间隔距离和稳压器水室的半径计算所述偏转角度。
定位修正模块34，用于将所述摄像头的初始安装角度根据所述偏转角度进行修正，消除所述视频检查装置的定位偏差。
进一步地，采集模块31还用于依据所述图像信息输出可编辑图像数据到机器视觉处理模块32；
机器视觉处理模块32还用于在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区，并对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，从而计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值。
进一步地，机器视觉处理模块32还用于根据所述数据采集区的起始点和终点的位置值计算出摄像头屏幕中心线的位置值，所述摄像头屏幕中心线的位置值与基准激光线的位置值的差值即为所述间隔距离。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述激光定位系统可以参考实施例一中提供的激光定位方法对应的处理过程，本实施例在此不再赘述。
综上所述，本发明提供的一种核反应堆视频检查装置的激光定位方法及系统通过激光打标器在稳压器筒体内表面投射基准激光线，并通过摄像头采集基准激光线的图像信息，然后通过机器视觉分析计算出摄像头指向与基准激光线之间的偏转角度，可对视频检查装置的定位进行校正，避免定位出现偏差；同时，该方法及系统采用机器视觉定位，可以在后台自动运行，不仅具有检测速度快，精度高等优点，而且系统集成度高，不打断检验过程，能够保证视频检查装置的使用效率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法,其特征在于,包括步骤：
S1、在视频检查装置的支撑架末端安装激光打标器，并通过所述激光打标器向稳压器筒体内表面投射基准激光线；
S2、通过视频检查装置的摄像头采集所述基准激光线的图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线之间的偏转角度；
S3、根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
2.根据权利要求1所述的激光定位方法，其特征在于，步骤S2包括：
S20、获取所述摄像头采集的基准激光线的图像信息；
S21、依据所述图像信息计算所述基准激光线的位置值；
S22、根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
S23、根据所述间隔距离和稳压器水室的半径计算所述偏转角度。
3.根据权利要求1所述的激光定位方法，其特征在于，步骤S3包括：
将所述摄像头的初始安装角度根据所述偏转角度进行修正，以对所述视频检查装置的定位进行校正。
4.根据权利要求2所述的激光定位方法，其特征在于，步骤S21包括：
S221、依据所述图像信息输出可编辑图像数据；
S222、在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区；
S223、对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值。
5.根据权利要求4所述的激光定位方法，其特征在于，步骤S22包括：
根据所述数据采集区的起始点和终点的位置值计算出摄像头屏幕中心线的位置值，所述摄像头屏幕中心线的位置值与基准激光线的位置值的差值即为所述间隔距离。
6.一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位系统,其特征在于,包括：
激光打标器，安装在视频检查装置的支撑架末端，用于向稳压器筒体内表面投射基准激光线；
处理中心，用于通过视频检查装置的摄像头采集的所述基准激光线的图像信息计算出所述摄像头指向与所述基准激光线的偏转角度；
所述处理中心，还用于根据所述偏转角度对视频检查装置的定位进行校正。
7.根据权利要求6所述的激光定位系统，其特征在于，所述处理中心包括：
采集模块，用于获取所述摄像头采集的基准激光线的图像信息；
机器视觉处理模块，用于依据所述图像信息计算所述基准激光线的位置值，并根据所述基准激光线的位置值计算出所述基准激光线与摄像头屏幕中心线之间的间隔距离；
数据处理模块，用于根据所述间隔距离和稳压器水室的半径计算所述偏转角度。
8.根据权利要求6所述的激光定位系统，其特征在于，所述处理中心还包括：
定位修正模块，用于将所述摄像头的初始安装角度根据所述偏转角度进行修正，以对所述视频检查装置的定位进行校正。
9.根据权利要求7所述的激光定位系统，其特征在于，所述采集模块还用于依据所述图像信息输出可编辑图像数据到所述机器视觉处理模块；
所述机器视觉处理模块，还用于在所述可编辑图像数据上按照设定的采集宽度选取数据采集区，并对所述数据采集区内的每一个像素点根据灰度值进行赋值，从而计算出所述基准激光线在所述数据采集区内的位置值。
10.根据权利要求7所述的激光定位系统，其特征在于，所述机器视觉处理模块还用于根据所述数据采集区的起始点和终点的位置值计算出摄像头屏幕中心线的位置值，所述摄像头屏幕中心线的位置值与基准激光线的位置值的差值即为所述间隔距离。
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