CN111883271A - 核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统 - Google Patents

核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统，通过双目相机获取自动检测探头在双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置，并利用线结构光作为核反应堆压力容器的待检贯穿件的测量特征，通过双目相机对待检贯穿件的下表面线结构光形成的三维点云进行提取，通过计算单元得到待检贯穿件在任一相机坐标系下的轴线位置；并由计算单元结合事先通过全局坐标系统一单元确定的转换关系计算得到自动检测探头与待检贯穿件在自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差，通过轴线位置偏差指引检测平台运动单元完成对核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位，可以克服现有技术中无法实现全自动定位、定位时间长、定位精度低等问题。

Description

核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统
技术领域
本发明涉及精密测量技术领域，更具体地，涉及核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统。
背景技术
目前，核电站反应堆压力容器作为核电站最重要的设备之一。反应堆压力容器顶盖在进入在役阶段后由于受辐照后会存在很高的放射性而变成红区，人员无法直接停留在反应堆压力容器顶盖下方。因此,反应堆压力容器的顶盖堆焊管座焊缝及控制杆操作机构(Control Rod Drive Mechanism，CRDM)的贯穿件焊缝必须采用自动检验的方法实现在役检验。
现阶段，核电站反应堆压力容器自动检测平台的移动采用二维码结合扫描摄像头的方式，在检测平台的底部安装二维摄像头，同时设计一套与待检贯穿件端面圆一一对应的二维码，将二维码平铺在待检贯穿件端面圆下方，每个二维码记录待检贯穿端面圆的位置与检测平台检测时的位置。开始检测时，运载平台根据二维码记录的位置移动到对应的待检贯穿件端面圆下，通过二维码记录的位置调整运载平台的姿态，完成粗定位，粗定位完成后，检验设备依靠探头上对称分布的两摄像头监控成像，并辅助人眼观察进行手动调整。
这种自动检测平台采用的定位方法，要求定位系统操作者具有一定经验且存在定位时间长、定位精度较低的问题。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，包括：双目视觉测量单元、全局坐标系统一单元、计算单元以及检测平台运动单元；其中，
所述双目视觉测量单元包括：线结构激光器以及双目相机；所述线结构激光器用于向核反应堆压力容器的待检贯穿件的下表面发射线结构光，以使所述线结构光在所述待检贯穿件的下表面形成三维点云；所述双目相机用于获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置；
所述全局坐标系统一单元用于确定所述双目相机中任一相机坐标系与自动检测平台坐标系之间的转换关系；
所述计算单元用于基于所述三维点云确定所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，并基于所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，通过所述转换关系确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差；
所述检测平台运动单元用于基于所述轴线位置偏差，对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
优选地，所述线结构激光器具体包括：第一线结构激光器、第二线结构激光器以及第三线结构激光器，所述双目相机具体包括左相机和右相机；
所述第一线结构激光器、所述第二线结构激光器与所述第三线结构激光器均竖直设置，所述左相机与所述右相机分别位于所述第一线结构激光器的左侧以及所述第三线结构激光器的右侧；
所述左相机和所述右相机位于同一平面内，所述平面与竖直平面呈第一预设夹角，且在所述平面内所述左相机的光轴和所述右相机的光轴分别与相机基线呈第二预设夹角，所述相机基线为所述左相机和所述右相机的光心连线。
优选地，所述第一线结构激光器、所述第二线结构激光器以及所述第三线结构激光器均为一字激光器。
优选地，所述全局坐标系统一单元包括：高精度三坐标测量机和扫描反光标记点，所述扫描反光标记点位于固定在所述待检贯穿件的下边缘的平板的下表面上；
所述双目相机还用于获取所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置；
所述高精度三坐标测量机用于获取所述扫描反光标记点在三坐标测量机坐标系下的位置，并基于所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置以及在所述三坐标测量机坐标系下的位置，确定所述任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系；
所述高精度三坐标测量机还用于确定所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，并基于所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，确定所述三坐标测量机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的第二转换关系；
基于所述第一转换关系和所述第二转换关系，确定所述任一相机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的转换关系。
优选地，所述计算单元具体用于：基于所述待检贯穿件的轴线位置以及所述自动检测探头的轴线位置，通过所述转换关系采用如下公式确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差：
L＝R2*R1*L2-R2*R1*L1；
ΔX＝LX；
ΔY＝LY；
其中，L为所述轴线位置偏差，R1所述第一转换关系，R2为所述第二转换关系，L1为所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，L2为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，ΔX为x方向上的轴线位置偏差分量，LX为L在x方向上的分量，ΔY为Y方向上的轴线位置偏差分量，LY为L在y方向上的分量。
优选地，所述高精度三坐标测量机具体为绝对关节臂测量机。
优选地，所述扫描反光标记点具体为：四个不共线的扫描反光标记点。
优选地，所述高精度三坐标测量机具体用于基于所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置，采用奇异值分解方法确定所述任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系。
优选地，所述计算单元还具体用于：
将所述三维点云与所述自动检测探头的轴线的所有法平面进行相交，确定所述三维点云与每个法平面的交点；
基于所述交点进行平面圆拟合，确定拟合得到的平面圆的圆心，所述圆心的位置为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统实现的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法，包括：
在将所述核反应堆压力容器自动检测平台进行粗定位至所述待检贯穿件下方预设范围内之后，基于所述双目视觉测量单元，分别获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置；
基于所述计算单元，确定所述轴线位置偏差，并基于所述轴线位置偏差，指引所述检测平台运动单元对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
本发明实施例提供的一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法及系统，通过双目相机获取自动检测探头在双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置，并利用线结构光作为核反应堆压力容器的待检贯穿件的测量特征，通过双目相机对待检贯穿件的下表面线结构光形成的三维点云进行提取，通过计算单元得到待检贯穿件在任一相机坐标系下的轴线位置；并由计算单元结合事先通过全局坐标系统一单元确定的转换关系计算得到自动检测探头与待检贯穿件在自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差，通过轴线位置偏差指引检测平台运动单元完成对核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位，可以克服现有技术中无法实现全自动定位、定位时间长、定位精度低等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的双目视觉测量单元的结构侧视图；
图4为本发明实施例提供的双目视觉测量单元的结构主视图；
图5为本发明实施例提供的一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统的完整结构示意图；
图6为本发明实施例提供的扫描反光标记点的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，包括：双目视觉测量单元1、全局坐标系统一单元2、计算单元3以及检测平台运动单元4；其中，
所述双目视觉测量单元1包括：线结构激光器11以及双目相机12；所述线结构激光器11用于向核反应堆压力容器的待检贯穿件的下表面发射线结构光，以使所述线结构光在所述待检贯穿件的下表面形成三维点云；所述双目相机12用于获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置；
所述全局坐标系统一单元2用于确定所述双目相机中任一相机坐标系与自动检测平台坐标系之间的转换关系；
所述计算单元3用于基于所述三维点云确定所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，并基于所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，通过所述转换关系确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差；
所述检测平台运动单元4用于基于所述轴线位置偏差，对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
具体的，本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统(以下简称为定位系统)，其目的是在对核反应堆压力容器自动检测平台进行粗定位后，实现对核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位。双目视觉测量单元1与双目相机与计算单元3连接，计算单元3分别与全局坐标系统一单元2和检测平台运动单元4连接。
核反应堆压力容器自动检测平台包括自动检测探头，如图2所示，为定位系统实现精确定位后自动检测探头与待检贯穿件之间的相对位置关系示意图，图3为双目视觉测量单元的结构侧视图。自动检测探头5位于待检贯穿件6的下方，待检贯穿件6为中空的喇叭状器件。双目视觉测量单元1固定设置在自动检测探头5上的预设位置，预设位置可以根据需要进行选择，例如可以是图2中自动检测探头5的底座边缘等位置。在通过定位系统实现对核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位时，检测平台运动单元4带动核反应堆压力容器自动检测平台进行移动，使双目视觉测量单元1中的线结构激光器11向核反应堆压力容器的待检贯穿件6的下表面发射线结构光，以使线结构光在待检贯穿件6的下表面形成三维点云，作为获取待检贯穿件6的轴线的测量特征。通过双目相机12获取三维点云，并对自动检测探头5进行检测，确定自动检测探头5在双目相机12中任一相机坐标系下的轴线位置，这一轴线位置具体可以是在任一相机坐标系下的三维坐标。其中，双目相机12包括左相机和右相机，任一相机坐标系既可以是左相机坐标系也可以是右相机坐标系，本发明实施例中对此不作具体限定。但是，需要说明的是，任一相机坐标系在本发明各实施例中是一致的，例如可以均是左相机坐标系。
全局坐标系统一单元2用于在定位系统实现精确定位之前确定双目相机中任一相机坐标系与自动检测平台坐标系之间的转换关系，确定转换关系的过程实际上是对自动检测平台坐标系的标定过程，自动检测平台坐标系即核反应堆压力容器自动检测平台所在的坐标系。本发明实施例中全局坐标系统一单元2固定在指定位置，该指定位置可以根据实际需求进行设定，在此不做具体限定。
全局坐标系统一单元2将确定的转换关系发送至计算单元3，由计算单元3使用。计算单元3根据三维点云确定待检贯穿件6在任一相机坐标系下的轴线位置，这一轴线位置具体可以是在任一相机坐标系下的三维坐标。然后根据待检贯穿件6在任一相机坐标系下的轴线位置以及自动检测探头5在任一相机坐标系下的轴线位置，通过转换关系确定待检贯穿件6以及自动检测探头5在自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差。
由于精确定位的目的是为了保证自动检测探头5与待检贯穿件6对准，因此在确定出二者在自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差之后，即可通过检测平台运动单元4对核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位，也就是通过检测平台运动单元4带动核反应堆压力容器自动检测平台进行移动，移动的距离即为计算单元3确定的轴线位置偏差。
本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，通过双目相机获取自动检测探头在双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置，并利用线结构光作为核反应堆压力容器的待检贯穿件的测量特征，通过双目相机对待检贯穿件的下表面线结构光形成的三维点云进行提取，通过计算单元得到待检贯穿件在任一相机坐标系下的轴线位置；并由计算单元结合事先通过全局坐标系统一单元确定的转换关系计算得到自动检测探头与待检贯穿件在自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差，通过轴线位置偏差指引检测平台运动单元完成对核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位，可以克服现有技术中无法实现全自动定位、定位时间长、定位精度低等问题。
图4为本发明实施例中提供的双目视觉测量单元的结构主视图。如图4所示，在上述实施例的基础上，线结构激光器11具体包括：第一线结构激光器111、第二线结构激光器112以及第三线结构激光器113，双目相机12具体包括左相机121和右相机122；
第一线结构激光器111、第二线结构激光器112与第三线结构激光器113均竖直设置，左相机121与右相机122分别位于第一线结构激光器L1的左侧以及第三线结构激光器L3的右侧；
左相机121和右相机122位于同一平面内，所述平面与竖直平面呈第一预设夹角，且在所述平面内所述左相机121的光轴和所述右相机122的光轴分别与相机基线呈第二预设夹角，所述相机基线为所述左相机121和所述右相机122的光心连线。
具体的，本发明实施例中，第一线结构激光器111、第二线结构激光器112与第三线结构激光器113均分待检贯穿件的端面圆，且第二线结构激光器112在双目相机的相机基线中心。由于第一线结构激光器111、第二线结构激光器112以及第三线结构激光器113均竖直设置，因此左相机121和右相机122所处的平面与第一线结构激光器111、第二线结构激光器112以及第三线结构激光器113所处的平面呈第一预设夹角，即图4中的角a。第一预设夹角的具体取值可以根据需要进行设置。左相机121和右相机122所处的平面内，左相机121的光轴和右相机122的光轴分别与相机基线呈第二预设夹角，相机基线为左相机121和右相机122的光心连线。第二预设夹角的具体取值可以根据需要进行设置，确定原则是自动检测探头5位于待检贯穿件6的正下方时，待检贯穿件图像位于像平面中心。例如取值范围可以设置为45～75°。相机基线的长度可以为150～250mm。
通过双目相机获取自动检测探头的图像，根据其几何特征得到自动检测探头的轴线L1在任一相机坐标系下的轴线位置L1。
获取分别打开第一线结构激光器111、第二线结构激光器112以及第三线结构激光器113时发出的线结构光在待检贯穿件的下表面形成的图像，利用极线约束完成双目相机中的同名点匹配，获取三组线结构光在任一相机坐标系下的三维点云；然后由计算单元根据三组线结构光在任一相机坐标系下的三维点云确定待检贯穿件的轴线L2在任一相机坐标系下的轴线位置L2。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，采用的第一线结构激光器、第二线结构激光器以及第三线结构激光器均为一字激光器，采用的双目相机为CCD相机。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，所述全局坐标系统一单元包括：高精度三坐标测量机和扫描反光标记点，所述扫描反光标记点位于固定在所述待检贯穿件的下边缘的平板的下表面上；
所述双目相机还用于获取所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置；
所述高精度三坐标测量机用于获取所述扫描反光标记点在三坐标测量机坐标系下的位置，并基于所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置以及在所述三坐标测量机坐标系下的位置，确定所述任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系；
所述高精度三坐标测量机还用于确定所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，并基于所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，确定所述三坐标测量机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的第二转换关系；
基于所述第一转换关系和所述第二转换关系，确定所述任一相机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的转换关系。
具体的，如图5、图6所示，所述扫描反光标记点21位于固定在所述待检贯穿件6的下边缘的平板7的下表面上；扫描反光标记点具体可以是：四个不共线的柱状扫描反光标记点。
全局坐标系统一单元对自动检测平台坐标系进行标定时，通过双目相机获取扫描反光标记点在任一相机坐标系下的位置，通过高精度三坐标测量机获取扫描反光标记点在三坐标测量机坐标系下的位置，并根据扫描反光标记点在任一相机坐标系下的位置以及在三坐标测量机坐标系下的位置，确定任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系；高精度三坐标测量机具体可以是绝对关节臂测量机。
高精度三坐标测量机通过扫描反光标记点在任一相机坐标系下的位置，采用奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)方法确定任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系。高精度三坐标测量机还用于对核反应堆压力容器自动检测平台进行探测，确定核反应堆压力容器自动检测平台的位置，并基于核反应堆压力容器自动检测平台的位置，采用奇异值分解SVD方法确定三坐标测量机坐标系与自动检测平台坐标系之间的第二转换关系。最后，高精度三坐标测量机根据第一转换关系和第二转换关系，确定任一相机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的转换关系，即第一转换关系与第二转换关系的乘积。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，所述计算单元具体用于：基于所述待检贯穿件的轴线位置以及所述自动检测探头的轴线位置，通过所述转换关系采用如下公式确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差：
L＝R2*R1 *L2-R2 *R1 *L1；
ΔX＝LX；
ΔY＝LY；
其中，L为所述轴线位置偏差，R1所述第一转换关系，R2为所述第二转换关系，L1为所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，L2为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，ΔX为x方向上的轴线位置偏差分量，LX为L在x方向上的分量，ΔY为Y方向上的轴线位置偏差分量，LY为L在y方向上的分量。
具体的，R2*R1*L2是指待检贯穿件在自动检测平台坐标系下的轴线位置，R2*R1*L1是指自动检测探头在自动检测平台坐标系下的轴线位置。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的所述计算单元还具体用于：
将所述三维点云与所述自动检测探头的轴线的所有法平面进行相交，确定所述三维点云与每个法平面的交点；
基于所述交点进行平面圆拟合，确定拟合得到的平面圆的圆心，所述圆心的位置为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置。
如图7所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种基于上述实施例所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统实现的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法，包括：
S71，在将所述核反应堆压力容器自动检测平台进行粗定位至所述待检贯穿件下方预设范围内之后，基于所述双目视觉测量单元，分别获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置；
S72，基于所述计算单元，确定所述轴线位置偏差，并基于所述轴线位置偏差，指引所述检测平台运动单元对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
具体的，本发明实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法，期执行主体为上述系统类实施例中提供的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，具体步骤及动作可以分别由核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统中的不同器件执行。
步骤S71通过双目视觉测量单元，在将核反应堆压力容器自动检测平台进行粗定位至所述待检贯穿件下方预设范围内之后执行；步骤S72通过计算单元执行。具体执行过程参见上述系统类实施例，本发明实施例中对此不再赘述。预设范围可以根据粗定位的精度进行设定，本发明实施例中不作具体限定。
在步骤S71之前还包括：将双目视觉测量单元固定设置在自动检测探头上的预设位置；
步骤S71具体包括：利用所述双目视觉测量单元对自动检测探头的进行测量，得到的自动检测探头的轴线在任一相机坐标系下的三维坐标；通过双目视觉测量单元对核反应堆压力容器的待检贯穿件进行测量，得到待检贯穿件轴线在任一相机坐标系下的三维点云；
步骤S72具体包括：
利用计算单元将三维点云与自动检测探头的轴线的所有法平面进行相交，获取三维点云与每个法平面的交点，利用交点进行平面圆拟合，确定拟合得到的平面圆的圆心，并获取待检贯穿件的轴线在任一相机下的三维坐标；
利用全局坐标系统一单元获取任一相机坐标系与自动检测平台坐标系之间的转换关系；
将所述双目视觉测量单元获取的待检贯穿件轴线L2与自动检测探头的轴线L1在任一相机坐标系下的三维坐标，通过全局坐标系统一单元获取的转换关系转换至自动检测平台坐标系下后做差，获取待检贯穿件的轴线与自动检测探头的轴线在自动检测平台坐标系下X、Y方向上的轴线位置偏差；
利用计算单元获取待检贯穿件的轴线与自动检测探头的轴线在自动检测平台坐标系下X、Y方向上的轴线位置偏差指引检测平台运动单元完成核反应堆压力容器自动检测平台的精确定位。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，包括：双目视觉测量单元、全局坐标系统一单元、计算单元以及检测平台运动单元；其中，
所述双目视觉测量单元包括：线结构激光器以及双目相机；所述线结构激光器用于向核反应堆压力容器的待检贯穿件的下表面发射线结构光，以使所述线结构光在所述待检贯穿件的下表面形成三维点云；所述双目相机用于获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述双目相机中任一相机坐标系下的轴线位置；
所述全局坐标系统一单元用于确定所述双目相机中任一相机坐标系与自动检测平台坐标系之间的转换关系；
所述计算单元用于基于所述三维点云确定所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，并基于所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，通过所述转换关系确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差；
所述检测平台运动单元用于基于所述轴线位置偏差，对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
2.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述线结构激光器具体包括：第一线结构激光器、第二线结构激光器以及第三线结构激光器，所述双目相机具体包括左相机和右相机；
所述第一线结构激光器、所述第二线结构激光器与所述第三线结构激光器均竖直设置，所述左相机与所述右相机分别位于所述第一线结构激光器的左侧以及所述第三线结构激光器的右侧；
所述左相机和所述右相机位于同一平面内，所述平面与竖直平面呈第一预设夹角，且在所述平面内所述左相机的光轴和所述右相机的光轴分别与相机基线呈第二预设夹角，所述相机基线为所述左相机和所述右相机的光心连线。
3.根据权利要求2所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述第一线结构激光器、所述第二线结构激光器以及所述第三线结构激光器均为一字激光器。
4.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述全局坐标系统一单元包括：高精度三坐标测量机和扫描反光标记点，所述扫描反光标记点位于固定在所述待检贯穿件的下边缘的平板的下表面上；
所述双目相机还用于获取所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置；
所述高精度三坐标测量机用于获取所述扫描反光标记点在三坐标测量机坐标系下的位置，并基于所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置以及在所述三坐标测量机坐标系下的位置，确定所述任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系；
所述高精度三坐标测量机还用于确定所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，并基于所述核反应堆压力容器自动检测平台的位置，确定所述三坐标测量机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的第二转换关系；
基于所述第一转换关系和所述第二转换关系，确定所述任一相机坐标系与所述自动检测平台坐标系之间的转换关系。
5.根据权利要求4所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述计算单元具体用于：基于所述待检贯穿件的轴线位置以及所述自动检测探头的轴线位置，通过所述转换关系采用如下公式确定所述待检贯穿件以及所述自动检测探头在所述自动检测平台坐标系下的轴线位置偏差：
L＝R2*R1*L2-R2*R1*L1；
ΔX＝LX；
ΔY＝LY；
其中，L为所述轴线位置偏差，R1所述第一转换关系，R2为所述第二转换关系，L1为所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置，L2为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置，ΔX为x方向上的轴线位置偏差分量，LX为L在x方向上的分量，ΔY为Y方向上的轴线位置偏差分量，LY为L在y方向上的分量。
6.根据权利要求4所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述高精度三坐标测量机具体为绝对关节臂测量机。
7.根据权利要求4所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述扫描反光标记点具体为：四个不共线的扫描反光标记点。
8.根据权利要求4所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述高精度三坐标测量机具体用于基于所述扫描反光标记点在所述任一相机坐标系下的位置，采用奇异值分解方法确定所述任一相机坐标系与三坐标测量机坐标系之间的第一转换关系。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统，其特征在于，所述计算单元还具体用于：
将所述三维点云与所述自动检测探头的轴线的所有法平面进行相交，确定所述三维点云与每个法平面的交点；
基于所述交点进行平面圆拟合，确定拟合得到的平面圆的圆心，所述圆心的位置为所述待检贯穿件在所述任一相机坐标系下的轴线位置。
10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位系统实现的核反应堆压力容器自动检测平台精确定位方法，其特征在于，包括：
在将所述核反应堆压力容器自动检测平台进行粗定位至所述待检贯穿件下方预设范围内之后，基于所述双目视觉测量单元，分别获取所述三维点云以及所述自动检测探头在所述任一相机坐标系下的轴线位置；
基于所述计算单元，确定所述轴线位置偏差，并基于所述轴线位置偏差，指引所述检测平台运动单元对所述核反应堆压力容器自动检测平台进行精确定位。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217326A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 王守喜 一种水泵系统
CN114290016A (zh) * 2021-12-21 2022-04-08 燕山大学 一种基于双目视差计算的木工家具高精度装配系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015055085A1 (zh) * 2013-10-18 2015-04-23 中广核检测技术有限公司 基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法
WO2018152929A1 (zh) * 2017-02-24 2018-08-30 先临三维科技股份有限公司 一种三维扫描系统及其扫描方法
CN111102923A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 核动力运行研究所 一种反应堆压力容器顶盖贯穿件定位方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015055085A1 (zh) * 2013-10-18 2015-04-23 中广核检测技术有限公司 基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法
WO2018152929A1 (zh) * 2017-02-24 2018-08-30 先临三维科技股份有限公司 一种三维扫描系统及其扫描方法
CN111102923A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 核动力运行研究所 一种反应堆压力容器顶盖贯穿件定位方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏志鹏: "核反应堆压力容器检测平台辅助定位方法及系统实现", 《中国优秀硕士学问论文全文数据库》 *
夏志鹏等: "自动检测平台精确引导系统标定方法及实现", 《仪表技术与传感器》 *
熊芝等: "核反应堆容器检测平台精确定位方法", 《现代电子技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217326A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 王守喜 一种水泵系统
CN114290016A (zh) * 2021-12-21 2022-04-08 燕山大学 一种基于双目视差计算的木工家具高精度装配系统及方法
CN114290016B (zh) * 2021-12-21 2023-01-03 燕山大学 一种基于双目视差计算的木工家具高精度装配系统及方法

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