CN115061494A - 一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，与现有技术相比较，本发明的现场巡检系统还包括对核电厂进行巡检的巡检机器、与所述巡检机器通讯连接进而远程控制所述巡检机器的控制基站、和接收所述巡检机器在巡检过程中获取的数据信息进一步分析判断巡检机器对应巡检区域的情况的分析处理模块。本发明通过对核电高辐射区域进行巡检作业的巡检机器进行的敷设隔离储放，进而有效避免相应巡检机器在高辐射区域暴露时间过长以加速巡检机器的电子元件的老化，进而有效对现有高辐射区域作业的巡检机器进行防护。
Description
技术领域
本发明涉及核电环境巡检技术领域，尤其涉及一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统。
背景技术
核电站除了关键设备——核反应堆外，还有许多与之配合的重要设备。以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。它们在核电站中有各自的特殊功能。为了保障核电站安全运行，每日的设备例行检查工作必不可少。目前核电厂的巡检方式主要是通过巡检人员到达设备现场，以纸质形式记录巡检结果，巡检完成后再由值长翻阅纸质巡检本并签字确认。这种巡检手段需要现场逐一查看检查项并记录内容，耗时费力，如果设备有异常情况也不能及时反馈和排查，工作效率低还容易出现误判。核辐射对电磁信号没有明显影响，但是对于检测设备的电子元件会造成影响进而使得相应检测设备的信号收发发生异常以及电子元件的永久损坏，且核辐射对相应电子元件的损坏取决于相应检测设备所暴露环境的核辐射的强度以及对应的暴露时间。
本实验团队长期针对核电环境巡检作业的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开的WO2017107520A1、JP2009069120A、CN102968878B、和 CN110111516B，如现有技术公开的一种核电站厂区安全保卫方法，包括无人机对核电站厂区进行巡检，拍摄核电站厂区外围人员及周边环境图像，还获取自身位置坐标，并将图像以及自身位置坐标传送给指挥中心；指挥中心进行人员图像对比，确定为外来人员后，将无人机所拍周边环境图像及无人机位置坐标和警戒区边界识别线位置及环境图像进行对比，确定出外来人员当前入侵行为及其前期入侵记录，且在预设的警戒等级及相应的保卫策略中，得到外来人员当前触发的警戒等级及对应的保卫策略并启动执行来阻止外来人员蓄意入侵或破坏。本发明通过对进行巡检作业的巡检设备进行轮流式分工巡检作业以及辐射防护隔绝进而增加相应巡检设备的使用寿命，以及包装各巡检设备在巡检过程中相应信息传输的稳定性。
为了解决本领域普遍存在不能有效减少核辐射对巡检设备的损害、对核电高辐射区域的巡检作业的机器的维护作业的难度较大等等问题，作出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统。
本发明采用如下技术方案：
一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，所述现场巡检系统包括对核电厂进行巡检的巡检机器、与所述巡检机器通讯连接进而远程控制所述巡检机器的控制基站、和接收所述巡检机器在巡检过程中获取的数据信息进一步分析判断巡检机器对应巡检区域的情况的分析处理模块，其中，所述巡检机器包括对核电厂的相应区域进行飞行巡检的无人机、固定于所述无人机上以对核电厂内的相关设备进行图像获取的摄像装置、和分布于所述核电厂的巡检区域并对相应巡检区域进行巡检作业的所述无人机进行存放以对所述无人机在高辐射区域进行防辐射遮挡的储放单元，所述储放单元包括箱体结构的机箱、与所述基站和无人机进行信号传输的通讯单元、控制驱动所述机箱内各电器元件的作业情况的控制器、设置于所述机箱内部以对所述机箱内部的核辐射进行检测的辐射传感器、与所述机箱的其中一侧的外箱壁连接设置以用于接收所述无人机的停接板、设置于所述机箱的侧箱壁且对应的下口沿与所述停接板邻接设置的接收口、均匀嵌设于所述机箱的内箱壁的铅块、和控制各所述机箱与其外界的连通情况以实现所述机箱对无人机的转出和/接收的闭合控制机构，具体的，所述机箱由铅板围绕形成。
可选的，所述控制基站包括预先设置的所述核电厂的检测区域的位置信息、各机箱内无人机从相应机箱以预设飞行轨迹飞行至相应检测区域的飞行驱动指令、驱动无人机对相应检测区域的设备以预设巡检轨迹进行全面图像获取的巡检驱动指令、接收并核实各机箱内储放的无人机的编号信息以及对应无人机所在储放箱的位置信息的信息接收单元、以预设频率发送相应飞行驱动指令和巡检驱动指令至相应机箱和无人机以驱动相应无人机从所述机箱飞出至相应巡检区域进行巡检作业的指令发送单元、实时接收并检测巡检作业中的无人机的飞行信号的飞行检测单元、和在所述飞行检测单元检测到相应无人机的飞行轨迹发生偏差并且失联时对应生成预警信息至相应工作人员的异常提醒单元。
可选的，所述闭合控制机构包括对所述接收口与机箱外界的连通情况进行闭合控制的门体控制单元、将位于所述停接板上的无人机驱动至所述机箱内的移动机构、和将机箱内的无人机驱出至所述机箱外界的驱出单元，其中，以所述接收口所在侧箱壁为接收壁，以与所述接收壁邻接配合的一个侧箱壁为配合壁，且与所述接收壁邻接配合的另一个侧箱壁为驱动壁。
可选的，所述驱出单元包括依次设置于配合壁上的且连通于机体内部的连通口、依次抵接配合于对应连通口附近的外箱壁上且对相应的连通口进行遮挡的配合板、固定于所述配合板的板壁上并通过贯穿相应的连通口进一步朝所述驱动壁水平延伸设置的单元板、通过相应安装座固定于所述驱动壁上且对应伸缩驱动端与所述单元板固定连接进而驱动至少部分所述单元板从所述连通口移出至所述机箱外界的伸缩驱动杆。
可选的，所述分析处理模块包括接收无人机在预设巡检轨迹中对应的摄像装置对相应设备以预设频率拍摄获取相应的巡检图像的图像接收单元，预设储存设置的各检测区域内对应设备的初始图形信息的数据库，基于所述巡检图像与初始图像信息的分析对比以对目前设备的异常情况进行获知的分析单元，和将所述分析单元所获得的结果、所述结果对应的检测区域的设备的编号、以及对应进行检测巡检作业的无人机的编号信息进行绑定储存的信息储存单元。
本发明所取得的有益效果是：
1.本发明通过所述机箱对核电高辐射区域进行巡检作业的无人机进行有序接收储放，进而有效对相应核电高辐射区域作业的巡检机器进行高效防护作业，以延长相应巡检机器的电器元件的使用寿命以及保证巡检机器对相应区域的相关设备的图像获取工作的稳定性，同时减少对相应巡检机器的维护频率。
2.发明通过所述控制基站对相应无人机的巡检作业的有序驱动，以及无人机以预设巡检轨迹进而有效对核电高辐射区域内的相关设备进行图像获取工作，以提高现场巡检系统对相应设备的检测作业的效率。
3.本发明通过所述分析单元进而有效对相应巡检图像进行分析处理以获得各图像中设备的结构情况，进一步有效对核电高辐射区的各设备的异常情况进行识别，以提高对核电高辐射区域的相应设备的巡检作业的效率。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1为本发明的面向核电高辐射区域的现场巡检系统的模块化示意图。
图2为本发明的分析单元的流程示意图。
图3为本发明的分析处理模块的模块化示意图。
图4为本发明的储放单元的结构示意图。
图5为本发明的驱出单元的结构示意图。
附图标号说明：1-机箱；2-配合板；3-连通口；4-挡板；5-升降驱动装置；6-停接板；7-门体；8-接收口；9-滑槽；10-伸缩驱动杆；11-单元板。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一：
根据图1、图2、图3、图4、和图5，本实施例提供一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，所述现场巡检系统包括对核电厂进行巡检的巡检机器、与所述巡检机器通讯连接进而远程控制所述巡检机器的控制基站、和接收所述巡检机器在巡检过程中获取的数据信息进一步分析判断巡检机器对应巡检区域的情况的分析处理模块，其中，所述巡检机器包括对核电厂的相应区域进行飞行巡检的无人机、固定于所述无人机上以对核电厂内的相关设备进行图像获取的摄像装置、和分布于所述核电厂的巡检区域并对相应巡检区域进行巡检作业的所述无人机进行存放以对所述无人机在高辐射区域进行防辐射遮挡的储放单元，所述储放单元包括箱体结构的机箱、与所述基站和无人机进行信号传输的通讯单元、控制驱动所述机箱内各电器元件的作业情况的控制器、设置于所述机箱内部以对所述机箱内部的核辐射进行检测的辐射传感器、与所述机箱的其中一侧的外箱壁连接设置以用于接收所述无人机的停接板、设置于所述机箱的侧箱壁且对应的下口沿与所述停接板邻接设置的接收口、均匀嵌设于所述机箱的内箱壁的铅块、和控制各所述机箱与其外界的连通情况以实现所述机箱对无人机的转出和/接收的闭合控制机构，具体的，所述机箱由铅板围绕形成；
所述控制基站包括预先设置的所述核电厂的检测区域的位置信息、各机箱内无人机从相应机箱以预设飞行轨迹飞行至相应检测区域的飞行驱动指令、驱动无人机对相应检测区域的设备以预设巡检轨迹进行全面图像获取的巡检驱动指令、接收并核实各机箱内储放的无人机的编号信息以及对应无人机所在储放箱的位置信息的信息接收单元、以预设频率发送相应飞行驱动指令和巡检驱动指令至相应机箱和无人机以驱动相应无人机从所述机箱飞出至相应巡检区域进行巡检作业的指令发送单元、实时接收并检测巡检作业中的无人机的飞行信号的飞行检测单元、和在所述飞行检测单元检测到相应无人机的飞行轨迹发生偏差并且失联时对应生成预警信息至相应工作人员的异常提醒单元；
所述闭合控制机构包括对所述接收口与机箱外界的连通情况进行闭合控制的门体控制单元、将位于所述停接板上的无人机驱动至所述机箱内的移动机构、和将机箱内的无人机驱出至所述机箱外界的驱出单元，其中，以所述接收口所在侧箱壁为接收壁，以与所述接收壁邻接配合的一个侧箱壁为配合壁，且与所述接收壁邻接配合的另一个侧箱壁为驱动壁；
所述驱出单元包括依次设置于配合壁上的且连通于机体内部的连通口、依次抵接配合于对应连通口附近的外箱壁上且对相应的连通口进行遮挡的配合板、固定于所述配合板的板壁上并通过贯穿相应的连通口进一步朝所述驱动壁水平延伸设置的单元板、通过相应安装座固定于所述驱动壁上且对应伸缩驱动端与所述单元板固定连接进而驱动至少部分所述单元板从所述连通口移出至所述机箱外界的伸缩驱动杆；
所述分析处理模块包括接收无人机在预设巡检轨迹中对应的摄像装置对相应设备以预设频率拍摄获取相应的巡检图像的图像接收单元，预设储存设置的各检测区域内对应设备的初始图形信息的数据库，基于所述巡检图像与初始图像信息的分析对比以对目前设备的异常情况进行获知的分析单元，和将所述分析单元所获得的结果、所述结果对应的检测区域的设备的编号、以及对应进行检测巡检作业的无人机的编号信息进行绑定储存的信息储存单元；
所述门体控制单元包括水平连接于所述接收口下方的内箱壁上的挡板、位于所述挡板两侧的内箱壁上的且与所述挡板相对垂直设置的滑槽、两端的侧沿分别滑动配合于两个滑槽的门体、和底部安装于挡板上且顶部与所述门体固定连接进而驱动所述门体相对所述滑槽进行升降滑动的升降驱动装置；
所述移动机构包括滚动配合于所述接收板上的传动履带、分别嵌设于所述单元板上的传动带装置、至少两个活动嵌设配合于机箱的箱壁上且至少部分从所述接收口的下口沿上贯出的外齿轮、驱动所述外齿轮进行转动的微型电机、和敷设于所述传动履带上且与所述外齿轮啮合传动的齿纹条，其中所述传动带装置的上传动面与所述单元板的上板面设置为位于同一水平面，且所述传动履带和传动带装置的传动方向相同进行配合将位于所述接收板上的无人机配合转移至所述机箱内，并且在传动带装置的互相配合下以实现将所述无人机转移至相应的接收板上；
无人机在进行巡检作业后，以预设的返回途径返回至相应的停接板上，并进一步通过与相应机箱的通信单元进行通讯信号对接以进入所述机箱内部，具体的，所述通信单元接收无人机的相应信号后，进一步控制器通过驱动所述升降驱动装置将所述门体下降作业进而将所述机箱内部与外界连通，同时所述控制器通过开启所述微型电机对外齿轮的转动作业进而控制所述传动履带的转动，以将位于所述传动履带上的无人机被传动至所述机箱内部的与所述接收口所邻接配合的单元板上的传动带装置上，并且在各传动带装置的传动下，以实现将无人机依次朝远离所述接收口的单元板上传送；
本发明通过所述机箱对核电高辐射区域进行巡检作业的无人机进行有序接收储放，进而有效对相应核电高辐射区域作业的巡检机器进行高效防护作业，以保证相应巡检机器的电器元件的使用寿命以及保证巡检机器对相应区域的相关设备的图像获取工作的稳定性，同时减少对相应巡检机器的维护频率。
实施例二：
本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4和图5，还在于，
所述控制基站包括预先设置的所述核电厂的检测区域的位置信息、各机箱内无人机从相应机箱以预设飞行轨迹飞行至相应检测区域的飞行驱动指令、驱动无人机在所述检测区域内对相应检测区域内设备进行全面图像的巡检轨迹的巡检驱动指令、接收并核实各机箱内储放的无人机的编号信息以及对应无人机所在储放箱的位置信息的信息接收单元、以预设频率发送相应飞行驱动指令和巡检驱动指令至相应机箱以及无人机以驱动相应无人机从所述机箱飞出以对相应巡检区域进行巡检作业的指令发送单元、实时接收并检测巡检作业中的无人机的飞行信号的飞行检测单元、和在所述飞行检测单元检测到相应无人机的飞行轨迹发送偏差并且失联时对应生成预警信息至相应工作人员的异常提醒单元；
在无人机到达相应检测区域时，无人机通过信号启动其固定配合的摄像装置以预设频率对相应的设备进行图像拍摄进而获得相应的巡检图像，并且相应摄像装置通过相应与分析处理模块进行通讯信号对接，并将其以预设的巡检轨迹以及预设拍摄频率获取的图像信息发送至所述分析处理模块；
所述分析处理模块包括接收相应的巡检图像的图像接收单元，预设储存设置的各检测区域内对应设备的初始图形信息的数据库，基于所述巡检图像与初始图像信息的分析对比以对目前设备的异常情况进行获知的分析单元，和将所述分析单元所获得的结果、所述结果对应的检测区域的设备的编号、以及对应进行检测巡检作业的无人机的编号信息进行绑定储存的信息储存单元，其中，所述初始图像信息包括对应设备的形状特征和对应设备不同区域的图像；
进而本发明通过所述控制基站对相应无人机的巡检作业的有序驱动以及无人机对相应设备的预设巡检轨迹进而有效核电高辐射区域内的相关设备进行图像获取工作，以提高对相应设备的检测作业的效率。
实施例三：
本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4和图5，还在于，
所述分析单元包括处理步骤：
S101:提取对应摄像装置拍摄获取的巡检图像，根据预设的设备形状特征以提取所述巡检图像中的设备图形作为目标图形，基于所述摄像装置的巡检设备的信息进而从数据库内提取相应设备的初始图像信息，进一步将相应初始图像信息中与所述目标图形对应区域的图形作为提取图形，将所述提取图像调整为与所述目标图形分辨率相同的对比图形，
S102:将所述目标图形均匀划分为n个单元图形，同时对应获取对比图像中与所述单元图形重叠的图形作为单元对比图形，
S103:分别计算所述单元图形的特征值，其中以第n个单元图形的特征值表示为charaN,第n个单元图形中的单元像素的灰度级均值为GR、所述单元图形中的第k个单元像素的灰度级为gk、所述单元图形的单元像素总个数为alln：
S104:分别计算所述单元对比图形的特征值，其中以与第n个单元图形对应的单元对比图形的特征值表示为charNn，对应单元对比图形的单元像素的灰度级均值为 GRcom、对应单元对比图形中的第k个单元像素的灰度级为gkcom、对应单元对比图形的总单元像素个数为allncom:
S105:对比第n个单元图形和相应单元对比图形的差异参数SSn：
SSn＝|charaN+|gl-reg|·σc1-charNn|，
其中gl为相应巡检图像获取时对应摄像装置所在环境的光照强度值，reg为预设的光照强度参考值，σ为与光照强度相关的特征值修正系数，c1为所述特征值修正系数的优先级相关参数，
S106:在SSn不大于预设的差异参数时，判断第n个单元图形对应的设备区域正常，
S107:在SSn大于预设的差异参数时，初步判断第n个单元图形对应的设备区域存在异常，进一步生成与第n个单元图形重叠且相同规格的生成图形，且所述生成图形中对应的第y个单元像素的灰度值为GRy：
其中，gy为第n个单元图形中与生成图形的第y个单元像素对应重叠的单元像素的灰度值，gycom为相应单元对比图形中与生成图形的第y个单元像素对应重叠的单元像素的灰度值，ρ为与光照强度相关的灰度值修正系数，c2为所述灰度值修正系数的优先级相关参数，
S107:以历史经验中设备的局部区域图形中对应不同种类缺陷的图形与相应局部区域的无损情况下的图形作为对比样本，对所述样本进行大量重复实验训练，进而获得不同缺陷情况下对应比样本的生成图形的灰度直方图信息的样本库，
S108:获取生成图形的灰度直方图，且将所述灰度直方图输入至预设样本库进而获得与样本库中重叠率最高的标准灰度直方图对应的缺陷种类；
其中，上述σ、c1、ρ、和c2由本领域技术人员基于大量重复实验训练获得，在此不再赘述；
本发明通过所述分析单元进而有效对相应巡检图像进行分析处理以获得各图像中设备的结构情况，进一步有效对核电高辐射区的各设备的异常情况进行识别，以提高对核电高辐射区域的相应设备的巡检作业的效率。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (5)
1.一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，其特征在于，所述现场巡检系统包括对核电厂进行巡检的巡检机器、与所述巡检机器通讯连接进而远程控制所述巡检机器的控制基站、和接收所述巡检机器在巡检过程中获取的数据信息进一步分析判断巡检机器对应巡检区域的情况的分析处理模块，
其中，所述巡检机器包括对核电厂的相应区域进行飞行巡检的无人机、固定于所述无人机上以对核电厂内的相关设备进行图像获取的摄像装置、和分布于所述核电厂的巡检区域并对相应巡检区域进行巡检作业的所述无人机进行存放以对所述无人机在高辐射区域进行防辐射遮挡的储放单元，所述储放单元包括箱体结构的机箱、与所述基站和无人机进行信号传输的通讯单元、控制驱动所述机箱内各电器元件的作业情况的控制器、设置于所述机箱内部以对所述机箱内部的核辐射进行检测的辐射传感器、与所述机箱的其中一侧的外箱壁连接设置以用于接收所述无人机的停接板、设置于所述机箱的侧箱壁且对应的下口沿与所述停接板邻接设置的接收口、均匀嵌设于所述机箱的内箱壁的铅块、和控制各所述机箱与其外界的连通情况以实现所述机箱对无人机的转出和/接收的闭合控制机构，具体的，所述机箱由铅板围绕形成。
2.根据权利要求1所述的一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，其特征在于，所述控制基站包括预先设置的所述核电厂的检测区域的位置信息、各机箱内无人机从相应机箱以预设飞行轨迹飞行至相应检测区域的飞行驱动指令、驱动无人机对相应检测区域的设备以预设巡检轨迹进行全面图像获取的巡检驱动指令、接收并核实各机箱内储放的无人机的编号信息以及对应无人机所在储放箱的位置信息的信息接收单元、以预设频率发送相应飞行驱动指令和巡检驱动指令至相应机箱和无人机以驱动相应无人机从所述机箱飞出至相应巡检区域进行巡检作业的指令发送单元、实时接收并检测巡检作业中的无人机的飞行信号的飞行检测单元、和在所述飞行检测单元检测到相应无人机的飞行轨迹发生偏差并且失联时对应生成预警信息至相应工作人员的异常提醒单元。
3.根据权利要求2所述的一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，其特征在于，所述闭合控制机构包括对所述接收口与机箱外界的连通情况进行闭合控制的门体控制单元、将位于所述停接板上的无人机驱动至所述机箱内的移动机构、和将机箱内的无人机驱出至所述机箱外界的驱出单元，其中，以所述接收口所在侧箱壁为接收壁，以与所述接收壁邻接配合的一个侧箱壁为配合壁，且与所述接收壁邻接配合的另一个侧箱壁为驱动壁。
4.根据权利要求3所述的一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，其特征在于，所述驱出单元包括依次设置于配合壁上的且连通于机体内部的连通口、依次抵接配合于对应连通口附近的外箱壁上且对相应的连通口进行遮挡的配合板、固定于所述配合板的板壁上并通过贯穿相应的连通口进一步朝所述驱动壁水平延伸设置的单元板、通过相应安装座固定于所述驱动壁上且对应伸缩驱动端与所述单元板固定连接进而驱动至少部分所述单元板从所述连通口移出至所述机箱外界的伸缩驱动杆。
5.根据权利要求4所述的一种面向核电高辐射区域的现场巡检系统，其特征在于，所述分析处理模块包括接收无人机在预设巡检轨迹中对应的摄像装置对相应设备以预设频率拍摄获取相应的巡检图像的图像接收单元，预设储存设置的各检测区域内对应设备的初始图形信息的数据库，基于所述巡检图像与初始图像信息的分析对比以对目前设备的异常情况进行获知的分析单元，和将所述分析单元所获得的结果、所述结果对应的检测区域的设备的编号、以及对应进行检测巡检作业的无人机的编号信息进行绑定储存的信息储存单元。
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- 2022-06-30 CN CN202210755036.5A patent/CN115061494B/zh active Active
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