CZ2022289A3 - Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022289A3 CZ2022289A3 CZ2022-289A CZ2022289A CZ2022289A3 CZ 2022289 A3 CZ2022289 A3 CZ 2022289A3 CZ 2022289 A CZ2022289 A CZ 2022289A CZ 2022289 A3 CZ2022289 A3 CZ 2022289A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cameras
- laser
- lasers
- points
- camera
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 9
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 101000579646 Penaeus vannamei Penaeidin-1 Proteins 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- 239000004429 Calibre Substances 0.000 description 1
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 description 1
- 244000235659 Rubus idaeus Species 0.000 description 1
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
- G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
- G21C17/04—Detecting burst slugs
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
- G21C17/066—Control of spherical elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren, spočívá v tom, že lasery a kamery se pohybují podél měřené komponenty – pera tlakové nádoby reaktoru tak, že promítaná laserová čára laseru je viditelná na záběru dvou sousedních kamer a také průsvit z laseru je v záběru dvou sousedních kamer. Kamery poskytují syrová data, která jsou následně zpracována softwarem. Soustava kamer a laserů je umístěna na nosném držáku, pro zajištění kontinuálního snímání celého pera s konstantní rychlostí. Zařízení k provádění tohoto způsobu.
Description
Technické řešení se týká zařízení k přesnému 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren, jako např. per a drážek uvnitř tlakové nádoby reaktoru (TNR).
Dosavadní stav techniky
Dosavadní prováděná měření spoléhají na provedení videozáznamu a zpracování těchto dat expost. Dle známých komponent v záběru, je odhadovaná kalibrace měření bez rozsáhlého zohlednění pozice kalibrů a předmětu měření vůči čočce kamery. Tento přístup započítával do vyhodnocení relativně obrovskou chybu, což bylo hlavní nevýhodou tohoto zpracování. Další nevýhodou byl dlouhý čas manuálního zpracování dat, vliv lidského faktoru a zkreslení 2D/3D profilu komponenty. Jinou z možností je provedení kontaktního měření, podobné mikrometrickému měření. Sada předem nastavených mikrometrických šroubů obklopí komponentu a dle toho se určí její profil v úrovni řádu desítek μm. Tento přístup zaručuje vysokou přesnost, ale na úkor značného času měření komponent, což v případě odstávky reaktoru je faktorem hodně limitujícím.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k přesnému 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že lasery a kamery se pohybují podél měřené komponenty - pera tlakové nádoby reaktoru tak, že promítaná laserová čára laseru je viditelná na záběru dvou sousedních kamer a také průsvit z laseru je v záběru dvou sousedních kamer. Kamery poskytují syrová data, která jsou následně zpracována softwarem. Soustava kamer a laserů je umístěna na nosném držáku, pro zajištění kontinuálního snímání celého pera s konstantní rychlostí. Zpracování syrových dat softwarem poskytne finální 3D point cloud. V softwarové části se pro sestavení třídimenzionálního point cloudu využívá dvoudimenzionální informace obsažené ve snímcích videa a jednodimenzionální informace časové. V softwarové části pro získání 2D bodů se využívá způsob segmentace. V softwarové části pro korekci polohy 2D bodů se využívá způsob korekce deformací způsobených optikou kamery. V softwarové části pro sestavení 3D point cloudu se využívá způsob transformace 2D bodů ze senzoru do 3D bodů světa. V softwarové části pro sestavení 3D point cloudu se využívá způsob kalibrace pozic kamer a laserů. Zařízení sestává ze soustavy mechanických častí, hardwarové části HW a SW algoritmů nastavených dle hardwarové části, přičemž hardwarová část sestává nejméně ze dvou kamer, jejichž objektivy jsou umístěny do polohy vertikálního laseru pro horizontální skládání obrazu a vedlejšího laseru pro promítání zalomené čáry pro samotný scan, kdy lasery a kamery pro měření pohybu podél měřené komponenty, tlakové nádoby rektoru pomocí manipulátoru a pro zajištění kontinuálního snímání, jsou umístěny tak, aby byla viditelná promítaná laserová čára od laseru a také vertikální laser v minimálně dvou záběrech kamer, pro přípravu syrových dat pro následné zpracování obrazu z videozáznamu. V hardwarové části držák měřící soustavy kamery je opatřen uložením pro lasery vertikální a overhead laser a spolu s lasery tvoří jeden nosník. V hardwarové části jsou lasery přítomny pro vytvoření nejméně jedné laserové roviny.
Zařízení sestává nejméně ze dvou kamer, upevněných na držácích pro nastavení výškové úrovně polohy objektivů. Na držácích měřící soustavy je upevněn vertikální laser pro horizontální skládání obrazu a vedlejší lasery pro promítání zalomené čáry pro samotný scan. Lasery a kamery se pohybují podél měřené komponenty - pera tlakové nádoby reaktoru, dle nastavení objektivů kamer
- 1 CZ 2022 - 289 A3 do správné polohy tak, aby byla viditelná promítaná laserová čára a také stacionární laser pro horizontální lepení záběru z kamer, lze připravit syrová data pro následné zpracování obrazu z videozáznamu. Soustava kamer a laserů je umístěna na nosném držáku, jehož pohyb pomocí manipulátoru zajišťuje kontinuální snímání celého pera s konstantní rychlostí.
Díky výše popsané soustavě lze docílit rozdělení úlohy přesného měření komponent do dvou častí - pořízení dat a jejich zpracování. Výsledkem zpracování je finální, velmi přesný model (3D point cloud). Pořízení dat (měřící systém) má za cíl co nejpřesnější oskenování komponenty.
Sada kamer musí v záběru vidět čáry promítané od overhead laserů. Současně se v záběrech dvou sousedních kamer musí nacházet obraz paprsku promítaného vertikálním laserem. Takto lze systém posouvat podél skenované komponenty.
Požadavky na obě části: pořízení dat (měřící systém) a jejich zpracování.
• měřicí systém musí zajistit - synchronizovaný posun kamer, dostatečnou přesnost kamer a laserů a fixní vzájemnou pozici všech jednotlivých částí (laserů a kamer) a pořízení dat v požadované kvalitě.
• zpracování dat - musí zajistit propojení kalibračních dat a dat z jednotlivých kamer. Při využití vzájemných poloh kamer pak sestavit výslednou 3D reprezentaci měřeného povrchu technologické komponenty.
Popis měřícího systému
Navrhovaný systém předpokládá využití komerčně dostupných zařízení, nainstalovaných na specifickém uchycení, které zajišťuje s velkou přesností jejich známou vzájemnou polohu. Pro použití v podmínkách TNR byly kvalifikovány (radiace, teplota, tlak, čas) kamery typu GoPro Hero 9, řídicí jednotka typu RaspberryPi pro streamování dat a běžně dostupné laserové promítače čar. Kvůli využití takových zařízení, lze využít jejich vlastních parametrů, jako např. vodotěsnost, možnost komunikace pod vodou a šířka záběru kamery. Ostatní součásti byly vodotěsně zapouzdřeny pomocí nerezových pouzder. Použití polykarbonátové vložky před laserem umožňuje vyvedení laserového paprsku mimo pouzdro, protože polykarbonát je odolný vůči vlivu vody s příměsi H3BO3 a skoro bezztrátově transparentní pro laser. Dodatečnou výhodou je přirozená vlastnost praskání polykarbonátu typem pavoukové sítě, což zajišťuje bezpečnost z pohledu zamezení vniknutí cizího předmětu v případě jakékoliv poruchy.
Metoda sestavení 3D modelu měřeného tělesa využívá videí z několika kamer, které zabírají postupně všechny měřené stěny tělesa. Z videí je konstruována globální fotometrie. Každý snímek videa obsahuje průmět laserové roviny promítané na měřené těleso. Snímky sousedních kamer se překrývají; generované point cloudy z jednotlivých videí lze tedy slepit. Model je sestaven na základě známých poloh promítaných rovin a pozic senzorů kamer. Polohy algebraické rovnice laserových rovin a 3D pozice senzorů jsou vypočteny na základě výstupu měření známého tělesa kalibru.
Kamery jsou vybaveny dvojitou zoomovací předsádkou a jejich záběr překrývá celý horizontální profil komponenty (když komponenta je ve svislé orientaci) v šířce definované velikostí záběru kamery. Pro spojení záběru z každého páru sousedních kamer je v prostoru překrývajícího se záběru promítaná laserová čára pro lepení jednotlivých snímků. Ze snímků jsou získávány profily relevantních hran a minimálně jedné stěny testované komponenty. Pro tento účel je přibližně ve středu záběru kamer promítaná pod úhlem 45° laserová čára. Tato čára musí mít tloušťku na úrovní jednotek pixelu až méně než pixel. Tenká čára zaručuje vysokou hustotu a přesné určení polohy měřených bodů v rámci každého měřeného profilu. Spojení jednotlivých profilů do 3D point cloudu generuje plný profil komponenty s přesností ±20 μη.
- 2 CZ 2022 - 289 A3
Zpracování dat
Generování point cloudu z pořízených videozáznamů je prováděno v Eukleidovském prostoru.
K definici modelu využívá standartní pojmy algebraické geometrie. Data jsou postupně zpracována 5 ze sekvence videosnímků do podoby point cloudu, dle schématu:
SEGMENTACE
PINHOLE PROJEKCE i
KOREKCE RADIALNI DISTORZE
AFFINNÍ TRANSFORMACE ίο V prvním kroku jsou jednotlivé snímky vyjmuty z videa, následně je pro každý snímek provedena korekce distorze kamerové čočky. V upravených snímcích je provedena segmentace laserové roviny (pixelů ozářených laserem). 2D body segmentovaných pixelů jsou projektovány vzhledem k pinhole modelu do souřadnicového prostoru kamery. Výsledné 3D body jsou transformovány do 3D prostoru kalibru (světových souřadnic), který je shodný pro všechny kamery. Cílový point cloud je spojením 3D bodů ve světových souřadnicích pořízených ze záznamů všech kamer.
-3CZ 2022 - 289 A3
Korekce defektů obrazu
V prvním kroku jsou provedeny kompenzace od defektů způsobeným vnějším prostředím a pořizovací technikou jako je šum, radiální distorze čočkou kamery, výřez části obsahující skenované těleso a tak podobně.
Korekce distorze čočkou
Distorze je způsobena nerovnoměrným ohýbáním světelných paprsků a úhlu mezi čočkou objektivu a snímacím chipem. Pro korekci zmíněných effektů je využit Brown-Conrady model (BROWN, Duane C. Decentering distortion of lenses. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1966.):
xu = Xd + (Xd - + k2r4 + k3r6) + (Plť + 2(xdXc)2) + 2p2(xd-xc)(yd-yc)) (/ + p3r2) yu = yd + Cyd - yd^r2 + k2r4 + k3r6) + (2pi(.xd - xc)(yd - yj + ^2(^2 + 2(yd - yc)2)) (2 + p3r2)
Souřadnice po korekci: (xu, yu)
Souřadnice před korekcí: (¾ yd)
Střed distorze: (xc, yc)
Vzdálenost od středu snímku: r - VUa _ %) + Ua _ yc)
Parametry distorze:
• radiální distorze: (ki, kd, kf • tangiální distorze: (pi, p2, pa)
Parametry jsou odhadnuty na základě kalibračních snímků se známými body ve 3D prostoru a jejich 2D pozicí na snímcích. Všechny 3D kalibrační body musí ležet na 1 rovině. Konkrétně je použita fúnkce calibrateCamerat) zknihovny OpenCV, pro její správné fungování je nutné pořídit alespoň 10 snímků s 16 body, které leží na kalibrační šachovnici.
Segmentace
Cílem segmentace je nalezení bodů odpovídajících ideální laserové rovině. Algoritmus segmentace nalezne rovinu laseru na vstupním snímku a vrátí množinu všech souřadnic (ozářených bodů) protínajících tuto rovinu.
Pinhole projekce a affinní transformace
Kamera
I-tá kamera je popsána následujícími parametry:
• Projektivní maticí (Intrinsic parameters):
-4CZ 2022 - 289 A3 a - acot( Θ) c β
sin( Θ) '
1 ο a respektive β je měřítko kamery v ose x respektive y o cv respektive cy je posun v ose x respektive y o 0 je úhel zešikmení (úhel mezi osami x a y) • Projekce do světových souřadnic (souřadnic kalibru) 0 rotační matice Ri 0 translační vektor Tj.
• Parametry roviny laseru v souřadnicích kamery li □ li = (<jj, b^c^di)
Model Kamery
Model i-té kamery pro převod 3D bodu ve světových souřadnicích Pw na 2D bod P'v projektivní rovině kamery popisuje následující rovnice.
P'= Ki[RiTi]Pw = MiPw
Rovnice pracuje s homogenními souřadnicemi, neboli 2d bod a 3d bod
ÍAAAv] [xw>ywzwi -I]· Ri je projektivní matice kamery, matice R, a Ti odpovídají rotaci z prostoru kamery do světových souřadnic. Matice Mi je součin K, a [R/T].
Světový souřadnicový prostor je shodný pro všechny kamery pro spojení vzniklých point cloudů.
Pro zpětnou rekonstrukci 3D bodů z 2D souřadnic laseru je potřeba informaci o hloubce. Pro každou kameru, se proto použije známá rovina laseru daná rovnicí:
Rovina laseru je zadaná jako ai ' x + bi ' V + ci ‘ z + ^i = θ Ij. rovina je dána 4 parametry: li = (gg bi, a, dj)
Vytvoření pointcloudu ve světových souřadnicích z 2D bodů
Bod p' = [x( y] zachycený i-tou kamerou ležící laserové rovině se nejdříve převede do souřadnicového systému ité kamery p, = [x, y, z].
- 5 CZ 2022 - 289 A3 x x' + Β a- cot (Θ) — cx.
-d
A · a + B b + c
AT' 1 J · “ J J “4. ’ 1 “ J · Pw [^W' ^w] '
Následuje převod do světových souřadnic
Pw = Ri 1 (Pi - Ti)
Kalibrace kamery
Kalibrace i-té kamery předpokládá alespoň 6 kalibračních bodů, kde jsou známy 2D souřadnice její projekcepi, pe a pak 3D souřadnice vzoru Pi, Pe na kalibračním tělese.
Hledané parametry modelu (Ki, Ti, R,) splňují:
argmin ž6 j=i d (pp
Kde f odpovídá kamerovému modelu a d euklidovská vzdálenost ve 3D.
Pj = [úy] /(Pí) = [X,y,z]z = --------r———---------------------------, Ví — cy) * smw) xj + —----β--α c°t(9) ~cx (y'. - Cy) sin(0) a a + β , (y'—cy) sm(0) x +1--a cot(0) — cx x = z-a (y'- cy) -sm(g)
Kalibrace roviny laseru
Pro kalibraci roviny laseru je nutné znát 3 3D body Pj, P2, P3 ležící v laserem promítané rovině ve světových souřadnicích, jejich 2D souřadnice pi,p2,p3 na snímku a známý model (nakalibrovaný model kamery Ki, R,, Ti. Body Pi, P2, P3, který se převede do souřadnicového systému kamery:
-6CZ 2022 - 289 A3
Parametry roviny, se pak vypočtou:
[a b cf = (Pj - P’) X (pj - P3) d = —[a b c] P]
Spojení snímků videa
Protože se všechny kamery posouvají současně na jednom úchytu, bude existovat pouze jeden vektor pohybu platný pro každou kameru. Tj. bude se měnit souřadnicový prostor kamery pouze o vektor posunutí (daný vektorem pohybu). Odchylky mohou nastat pouze pro rozdílný framerate kamer (způsobí jinou parametrizaci časem t) nebo v důsledku otřesů a pružnosti jednotlivých komponent scanneru.
Pro každou kameru je možné určit vektor posunu odpovídající jednomu framu:
Ai =
2D bod na j-tém framu, proto po převedení do souřadnicového prostoru kamery je posunutý o A, a pak transformován do světových souřadnic.
Point cloud
Výsledkem je množina 3D bodů odpovídající skenovanému tělesu, která je výsledkem aplikací schématu na záznam všech kamer.
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn 3D měřící systém.
Příklad uskutečnění vynálezu
Zařízení podle obr. 1 sestává ze sady kamer 6, jejichž poloha objektivů je nastavena do správné úrovně pomocí distančních sloupků. Pro snímání pera j_ na jeho povrhu jsou promítány čáry pomocí overhead laserů 5. Za účelem zajištění referenčních bodů pro horizontální lepení obrazu ze záběrů ze všech kamer, používají se stabilní lasery 3. Pro zajištění pohybu celého systému podél pera 1, je namontován na nosný držák 2.
3D měřící systém lze využit pro měření per 1 v tlakové nádobě reaktoru. Měřicí soustava je dopravena na místo měření pomocí standardně používaného manipulátoru používaného v plánovaných odstávkách energetického jaderného bloku pro nedestruktivní kontroly nádoby reaktoru a je zajištěna proti neplánovaným pohybům. Soustava je vybavená vlastní možností pohybu podél měřené komponenty, tj. pera 1 TNR . Pět kamer 6 GoPro Hero 9 je umístěno na nosném držáku 2. Krajní páry kamer 6 jsou nastaveny tak, aby jejich čočky byly na stejné úrovni, jejich záběry se na krajích překrývaly a spolu s prostřední kamerou 6 měly společně překrývající se body. Sada hlavních vertikálních laserů 3 je přednastavena tak, aby promítala čáry skrze hranu pera 1 tak, aby se nacházely uprostřed záběrů kamer 6 a byly nasměrovány pod úhlem cca. 45°
-7 CZ 2022 - 289 A3 vůči ose záběru. Sada vedlejších laserů 5 je nasměrovaná tak, aby v překrývajících se částech záběru sousedících kamer 6 byla viditelná svislá čára, což umožňuje skládání obrazů.
Bezkontaktní řízení snímání obrazu je realizováno pomocí řídicí jednotky Raspberry umístěné vzdáleně od kamer 6, v oblasti pohonu manipulátoru měřicí soustavy. Kabeláž, spolu s datovým kabelem pro přenos videozáznamu, je vyvedená skrze a pomocí dopravního manipulátoru pro navedení soustavy do měřicí polohy.
Po zahájení sběru a přenosu dat z kamer 6, manipulátor poveze měřicí soustavu podél pera 1 v TNR. Po ukončení snímání je provedeno zpracování nasnímaných dat v akviziční jednotce a reaktorovém sálu vzdáleném do cca 60 m a tvorba 3D point cloudu, kde lze identifikovat odchylky od normativních rozměrů - úbytek materiálu. Pro sestavení 3D point cloudu využívá zařízení výše popsaný způsob kalibrace a popsané metody zpracování obrazu.
Po ukončení scanu pera 1, dopravní systém přetransportuje měřicí soustavu do měřicí polohy pro další pero 1. V případě chyby skenování lze scan provést opakovaně před změnou polohy na další pero 1.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle tohoto vynálezu lze využít uvedeným postupem při měření nebo tvorbě 3D point cloudu komponent jaderných elektráren a obdobných podniků v místech s relativně nízkým dávkovým příkonem do 100 Gy/hod a v místech bez nebo s přítomností roztoku H3BO3 do 16g/kg. Zařízení umožňuje také skenování a měření technologických komponent mimo jaderný průmysl.
Claims (9)
1. Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren, vyznačující se tím, že lasery (3,5) a kamery (6) se pohybují podél měřené komponenty - pera (1) tlakové nádoby reaktoru tak, že promítaná laserová čára laseru (5) je viditelná na záběru dvou sousedních kamer (6) a také průsvit z laseru (3) je v záběru dvou sousedních kamer (6), přičemž kamery poskytují syrová data, která jsou následně zpracována softwarem, přičemž soustava kamer (6) a laserů (3,5) je umístěna na nosném držáku (2), pro zajištění kontinuálního snímání celého pera (1) s konstantní rychlostí, přičemž zpracování syrových dat softwarem poskytne finální 3D point cloud.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v softwarové části se pro sestavení třídimenzionálního point cloudu využívá dvoudimenzionální informace obsažené ve snímcích videa a jednodimenzionální informace časové.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v softwarové části pro získání 2D bodů se využívá způsob segmentace.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v softwarové části pro korekci polohy 2D bodů se využívá způsob korekce deformací způsobených optikou kamery (6).
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v softwarové části pro sestavení 3D point cloudu se využívá způsob transformace 2D bodů ze senzoru do 3D bodů světa.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v softwarové části pro sestavení 3D point cloudu se využívá způsob kalibrace pozic kamer (6) a laserů (3).
7. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává ze soustavy mechanických častí, hardwarové části HW a SW algoritmů nastavených dle hardwarové části, přičemž hardwarová část sestává nejméně ze dvou kamer (6), jejichž objektivy jsou umístěny do polohy vertikálního laseru (3) pro horizontální skládání obrazu a vedlejšího laseru (5) pro promítání zalomené čáry pro samotný scan, kdy lasery (3) a kamery (6) pro měření pohybu podél měřené komponenty, tlakové nádoby rektoru pomocí manipulátoru a pro zajištění kontinuálního snímání, jsou umístěny tak, aby byla viditelná promítaná laserová čára od laseru (5) a také vertikální laser (3) v minimálně dvou záběrech kamer (6), pro přípravu syrových dat pro následné zpracování obrazu z videozáznamu.
8. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 7, vyznačující se tím, že v hardwarové části držák (2) měřící soustavy kamery (6) je opatřen uložením pro lasery vertikální (3) a overhead laser (5) a spolu s lasery (3 a 5) tvoří jeden nosník.
9. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 7, vyznačující se tím, že v hardwarové části jsou lasery (3 a 5) přítomny pro vytvoření nejméně jedné laserové roviny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-289A CZ310033B6 (cs) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-289A CZ310033B6 (cs) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2022289A3 true CZ2022289A3 (cs) | 2024-01-10 |
| CZ310033B6 CZ310033B6 (cs) | 2024-05-22 |
Family
ID=89429323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-289A CZ310033B6 (cs) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ310033B6 (cs) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2700007B1 (fr) * | 1992-12-29 | 1995-03-10 | Fabrication Combustibles Ste Fra | Procédé et dispositif optiques de classification automatique de pastilles cylindriques de combustible nucléaire. |
| DE19947327C2 (de) * | 1999-10-01 | 2003-09-18 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren und Modul zum Inspizieren eines bestrahlten Brennelements |
| EP2966652B1 (en) * | 2014-07-08 | 2017-04-05 | Ahlberg Cameras AB | System and method for nuclear fuel assembly deformation measurement |
| CN107170499B (zh) * | 2017-05-31 | 2019-08-13 | 岭澳核电有限公司 | 一种核燃料检测装置和方法 |
| US12347575B2 (en) * | 2020-09-25 | 2025-07-01 | 3D at Depth, Inc. | Systems and methods for laser inspection and measurements |
| CZ36677U1 (cs) * | 2022-06-17 | 2022-12-13 | Centrum Výzkumu Řež S.R.O | Zařízení k přesnému 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren |
-
2022
- 2022-06-29 CZ CZ2022-289A patent/CZ310033B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ310033B6 (cs) | 2024-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5991437A (en) | Modular digital audio system having individualized functional modules | |
| JP5112432B2 (ja) | 被測定物の検査測定装置 | |
| US11397245B2 (en) | Surveying instrument for scanning an object and for projection of information | |
| CN108458671A (zh) | 一种线结构光三维测量系统的标定方法 | |
| CN116067283B (zh) | 一种深腔测量方法、装置、设备及介质 | |
| CN102538707B (zh) | 一种对工件进行三维定位的装置及方法 | |
| JP2022145496A (ja) | 複数のレーザーガルバノスキャナを用いる空間曲線の共同位置決め投影システム、及び、その方法 | |
| JP5028164B2 (ja) | 測量機 | |
| CZ36677U1 (cs) | Zařízení k přesnému 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren | |
| Bruno et al. | Photogrammetric survey of narrow spaces in cultural heritage: Comparison of two multi-camera approaches | |
| CZ2022289A3 (cs) | Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| CN109959501B (zh) | 一种光学遥感器内方位元素及畸变测试系统及方法 | |
| Clark et al. | Measuring range using a triangulation sensor with variable geometry | |
| Long et al. | Portable visual metrology without traditional self-calibration measurement model | |
| Hildebrandt et al. | A practical underwater 3D-Laserscanner | |
| CN118172424A (zh) | 激光跟踪仪的标定方法及激光跟踪仪 | |
| Hua et al. | 3D measurement, reconstruction and navigation through panoramic photography | |
| JP5079779B2 (ja) | カメラ較正方法、カメラ較正装置 | |
| Wong et al. | GPS-guided vision systems for real-time surveying | |
| CN120521741A (zh) | 一种光束波前测量装置、光束波前测量装置的控制方法、激光系统以及电子设备 | |
| CN111896100B (zh) | 星载太阳辐射计无遮拦视场角测量方法、系统及介质 | |
| Lozano-Cancelas et al. | Quantification of canting errors: Technique combining camera vision with theoretical imaging | |
| RU2569072C2 (ru) | Датчик угла поворота | |
| Klette et al. | Combinations of range data and panoramic images-new opportunities in 3D scene modeling | |
| Chen et al. | A Visual-Feedback-Based Active Light-Section 3-D Reconstruction Method for Moving Objects |