CZ310033B6 - 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
- CZ310033B6 CZ310033B6 CZ2022-289A CZ2022289A CZ310033B6 CZ 310033 B6 CZ310033 B6 CZ 310033B6 CZ 2022289 A CZ2022289 A CZ 2022289A CZ 310033 B6 CZ310033 B6 CZ 310033B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cameras
- laser
- fact
- lasers
- points
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 101000579646 Penaeus vannamei Penaeidin-1 Proteins 0.000 description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 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
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 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
- 239000003245 coal Substances 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
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection 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
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 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
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 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 v 3D prostoru spočívá v tom, že se vertikální laser, dvěma kusy overhead laserů, a nejméně dvěma kusy kamer pohybuje společně podél jedné z os měřené komponenty – pera tlakové nádoby reaktoru, nastaví se promítaná laserová čára overhead laseru pro viditelnost v centru záběru dvou sousedních kamer, přičemž průsvit z vertikálního laseru je v záběru dvou sousedních kamer, následně se poskytnou syrová data kamerami, zpracují se syrová data softwarem a poskytne se finálního 3D point cloud pro změření rozměrů a opotřebení komponent. Zařízení k provádění tohoto způsobu.
Description
Zpûsob presného 3D mëreni rozmërû a opotrebeni komponent jadernÿch elektraren a zarizeni k provâdëni tohoto zpûsobu
Oblast techniky
Technické reseni se tÿkâ zarizeni k presnému 3D mereni rozmerû a opotrebeni komponent jademÿch elektrâren, jako napr. per a drâzek uvnitr tlakové nâdoby reaktoru (TNR).
Dosavadni stav techniky
Dosavadni provâdenâ mereni spoléhaji na provedeni videozâznamu a zpracovâni techto dat expost. Dle znâmÿch komponent v zâberu, je odhadovanâ kalibrace mereni bez rozsâhlého zohledneni pozice kalibrû a predmetu mereni vûci cocce kamery. Tento pristup zapocitaval do vyhodnoceni relativne obrovskou chybu, coz bylo hlavni nevÿhodou tohoto zpracovani. Dalsi nevÿhodou byl dlouhÿ cas manuâlniho zpracovani dat, vliv lidského faktoru a zkresleni 2D/3D profilu komponenty. Jinou z moznosti je provedeni kontaktniho mereni, podobné mikrometrickému mereni. Sada predem nastavenÿch mikrometrickÿch sroubû obklopi komponentu a dle toho se urci jeji profil v ùrovni radu desitek μm. Tento pristup zarucuje vysokou presnost, ale na ùkor znacného casu mereni komponent, coz v pripade odstâvky reaktoru je faktorem hodne limitujicim.
Podstata vynàlezu
Uvedené nedostatky odstranuje zpûsob presného 3D mereni rozmerû a opotrebeni komponent jadernÿch elektraren a zarizeni k presnému 3D mereni rozmerû a opotrebeni komponent jadernÿch elektraren, podle tohoto vynàlezu, jehoz podstata spociva v tom, ze lasery a kamery se pohybuji podél merené komponenty - pera tlakové nadoby reaktoru tak, ze promitana laserova cara laseru je viditelna na zaberu dvou sousednich kamer a také prûsvit z laseru je v zaberu dvou sousednich kamer. Kamery poskytuji syrova data, ktera jsou nasledne zpracovana softwarem. Soustava kamer a laserû je umistena na drzaku merici soustavy, pro zajisteni kontinualniho snimani celého pera s konstantni rychlosti. Zpracovani syrovÿch dat softwarem poskytne finalni 3D point cloud. V softwarové câsti se pro sestaveni tridimenzionalniho point cloudu vyuziva 2D informace obsazené ve snimcich videa a 1D informace casové. V softwarové casti pro ziskani 2D bodû se vyuziva zpûsob segmentace. V softwarové casti pro korekci polohy 2D bodû se vyuziva zpûsob korekce deformaci zpûsobenÿch optikou kamery. V softwarové casti pro sestaveni 3D point cloudu se vyuziva zpûsob transformace 2D bodû ze senzoru do sveta 3D bodû. V softwarové casti pro sestaveni 3D point cloudu se vyuziva zpûsob kalibrace pozic kamer a laserû. Zarizeni sestâvâ ze soustavy mechanickÿch casti, hardwarové casti HW a SW algoritmû nastavenÿch dle hardwarové casti, pricemz hardwarova cast sestâvâ nejméne ze dvou kamer, jejichz objektivy jsou umisteny do polohy vertikâlniho laseru pro horizontâlni sklâdâni obrazu a vedlejsiho laseru pro promitâni zalomené câry pro samotnÿ scan, kdy lasery a kamery pro mereni pohybu podél merené komponenty, tlakové nâdoby rektoru pomoci manipulâtoru a pro zajisteni kontinuâlniho snimâni, jsou umisteny tak, aby byla viditelnâ promitanâ laserovâ câra od laseru a také vertikâlni laser v minimâlne dvou zâberech kamer pro pripravu syrovÿch dat pro nâsledné zpracovâni obrazu z videozâznamu. V hardwarové câsti drzâk merici soustavy kamery je opatren ulozenim pro lasery vertikâlni a overhead laser a spolu s lasery tvori jeden nosnik. V hardwarové câsti jsou lasery pritomny pro vytvoreni nejméne jedné laserové roviny.
Zarizeni sestâvâ nejméne ze dvou kamer, upevnenÿch na drzâcich kamer pro nastaveni vÿskové ùrovne polohy objektivû. Na drzâcich merici soustavy je upevnen vertikâlni laser pro horizontâlni sklâdâni obrazu a vedlejsi lasery pro promitâni zalomené câry pro samotnÿ scan. Lasery a kamery se pohybuji podél merené komponenty - pera tlakové nâdoby reaktoru, dle
- 1 CZ 310033 B6 nastaveni objektivù kamer do spravné polohy tak, aby byla viditelna promitana laserova cara a také stacionarni laser pro horizontalni lepeni zaberu z kamer, kdy lze pripravit syrova data pro nasledné zpracovani obrazu z videozaznamu. Soustava kamer a laserù je umistena na drzaku merici soustavy, jehoz pohyb pomoci manipulatoru zajist’uje kontinualni snimani celého pera s konstantni rychlosti.
Diky vÿse popsané soustave lze docilit rozdeleni ùlohy presného mereni komponent do dvou casti - porizeni dat a jejich zpracovani. Vÿsledkem zpracovani je finalni, velmi presnÿ model (3D point cloud). Porizeni dat (merici systém) ma za cil co nejpresnejsi oskenovani komponenty.
Sada kamer musi v zaberu videt cary promitané od overhead laserù. Soucasne se v zaberech dvou sousednich kamer musi nachazet obraz paprsku promitaného vertikalnim laserem. Takto lze systém posouvat podél skenované komponenty.
Pozadavky na obe casti: porizeni dat (merici systém) a jejich zpracovani.
• merici systém musi zajistit - synchronizovanÿ posun kamer, dostatecnou presnost kamer a laserù a fixni vzajemnou pozici vsech jednotlivÿch casti (laserù a kamer) a porizeni dat v pozadované kvalite.
• zpracovani dat - musi zajistit propojeni kalibracnich dat a dat z jednotlivÿch kamer. Pri vyuziti vzajemnÿch poloh kamer pak sestavit vÿslednou 3D reprezentaci mereného povrchu technologické komponenty.
Popis mericiho systému
Navrhovanÿ systém predpoklâdâ vyuziti komercne dostupnÿch zarizeni, nainstalovanÿch na specifickém uchyceni, které zajist’uje s velkou presnosti jejich znamou vzajemnou polohu. Pro pouziti v podminkach TNR byly kvalifikovany (radiace, teplota, tlak, cas) kamery typu GoPro Hero 9, ridici jednotka typu RaspberryPi pro streamovani dat a bezne dostupné laserové promitace car. Kvùli vyuziti takovÿch zarizeni, lze vyuzit jejich vlastnich parametrù, jako napr. vodotesnost, moznost komunikace pod vodou a sirka zaberu kamery. Ostatni soucasti byly vodotesne zapouzdreny pomoci nerezovÿch pouzder. Pouziti polykarbonatové vlozky pred laserem umoznuje vyvedeni laserového paprsku mimo pouzdro, protoze polykarbonat je odolnÿ vùci vlivu vody s primesi H3BO3 a skoro bezztratove transparentni pro laser. Dodatecnou vÿhodou je prirozena vlastnost praskani polykarbonatu typem pavoukové site, coz zajist’uje bezpecnost z pohledu zamezeni vniknuti ciziho predmetu v pripade jakékoliv poruchy.
Metoda sestaveni 3D modelu mereného telesa vyuziva videi z nekolika kamer, které zabiraji postupne vsechny merené steny telesa. Z videi je konstruovana globalni fotometrie. Kazdÿ snimek videa obsahuje prùmet laserové roviny promitané na merené teleso. Snimky sousednich kamer se prekrÿvaji; generované point cloudy z jednotlivÿch videi lze tedy slepit. Model je sestaven na zaklade znamÿch poloh promitanÿch rovin a pozic senzorù kamer. Polohy algebraické rovnice laserovÿch rovin a 3D pozice senzorù jsou vypocteny na zaklade vÿstupu mereni znamého telesa - kalibru.
Kamery jsou vybaveny dvojitou zoomovaci predsadkou a jejich zaber prekrÿva celÿ horizontalni profil komponenty (kdyz komponenta je ve svislé orientaci) v sirce definované velikosti zaberu kamery. Pro spojeni zaberu z kazdého paru sousednich kamer je v prostoru prekrÿvajiciho se zaberu promitana laserova cara pro lepeni jednotlivÿch snimkù. Ze snimkù jsou ziskavany profily relevantnich hran a minimalne jedné steny testované komponenty. Pro tento ùcel je priblizne ve stredu zaberu kamer promitana pod ùhlem 45° laserova cara. Tato cara musi mit tloustku na ùrovni jednotek pixelu az méne nez pixel. Tenka cara zarucuje vysokou hustotu a presné urceni polohy merenÿch bodù v ramci kazdého mereného profilu. Spojeni jednotlivÿch profilù do 3D point cloudu generuje plnÿ profil komponenty s presnosti ±20 μ/η.
- 2 CZ 310033 B6
Zpracovâni dat
Generovâni point cloudu z pofizenÿch videozâznamù je provâdëno v Eukleidovském prostoru. Kdefmici modela vyuzivâ standartni pojmy algebraické geometric. Data jsou postupne zpracovâna ze sekvence videosnimkù do podoby point cloudu, die schématu v obr. 2:
V prvnim kroku jsou jednotlivé snimky vyjmuty z videa, nâslednë je pro kazdÿ snimek provedena korekce distorze kamerové cocky. V upravenych snimcich je provedena segmentace laserové roviny (pixelù ozâfenÿch laserem). 2D body segmentovanych pixelù jsou projektovany vzhledem k pinhole modelu do soufadnicového prostoru kamery. Vÿsledné 3D body jsou transformovâny do 3D prostoru kalibru (svëtovÿch soufadnic), kterÿ je shodnÿ pro vsechny kamery. Cilovy point cloud je spojenim 3D bodù ve svëtovÿch soufadnicich pofizenÿch ze zâznamù vsech kamer.
Korekce defektù obrazu
V prvnim kroku jsou provedeny kompenzace od defektù zpûsobenÿm vnëjsim prostfedim a pofizovaci technikou jako je sum, radialni distorze ëoëkou kamery, vÿfez ëâsti obsahujici skenované tëleso a tak podobnë.
Korekce distorze ëoëkou
Distorze je zpùsobena nerovnomëmÿm ohÿbânim svëtelnÿch paprskù a ùhlu me zi ëoëkou objektivu a snimacim chipem. Pro korekci zminënÿch effektù je vyuzit Brown-Conrady model (BROWN, Duane C. Decentering distortion of lenses. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1966.):
Wi = Wt + Ud - xc)(A-'ir2 + k2r4 + k3r6) + (piO2 + 2(xd-xc)2) + 2p2(xd-xc)(yd-yc))(i + P3^2) yu = yd + (yd - yc)(kir2 + k2r4 + k3r6) + (2pt(xd - xc)(yd - yc) + Pz(r2 + 2(yd - yc)2))(l + p3r2)
Soufadnice po korekci: (xu, yu)
Soufadnice pfed korekci: (xd, yd)
Stfed distorze: (xc, yc) r = v''(xd - vj2 + (Zd -yc)2
Vzdâlenost od stfedu snimku:
Parametry distorze:
• radialni distorze: (ki, kz, fa) • tangialni distorze: (pi, P2 p)
Parametry jsou odhadnuty na zâkladë kalibraënich snimkû se znâmÿmi body ve 3D prostoru a jejich 2D pozici na snimcich. Vsechny 3D kalibraëni body musi lezet na 1 rovinë. Konkrétnë je pouzita funkce calihrateCamera() z knihovny OpenCV, pro jeji sprâvné fungovâni je nutné pondit alespon 10 snimkû s 16 body, které lezi na kalibraëni sachovnici.
-3 CZ 310033 B6
Segmentace
Cilem segmentace je nalezeni bodù odpovidajicich ideâlni laserové rovinë. Algoritmus segmentace nalezne rovinu lasem na vstupnim snimku a vrati mnozinu vsech soufadnic (ozâfenÿch bodù) protinajicich tuto rovinu.
Pinhole projekce a affinni transformace
Kamera ll-ta kamera je popsâna nasledujicimi parametry:
• Projektivni matici (Intrinsic parameters):
a - crcot( Θ)
K- n
A .= 0 ------- C ' sin( 0) ' . 0 0 1 .
ο a respektive β je mëfitko kamery v ose x respektive y o cx respektive cy je posun v ose x respektive y ο Θ je ùhel zesikmeni (ùhel mezi osami x a y) • Projekce do svëtovych soufadnic (soufadnic kalibru) ° rotacni matice R, ° translacni vektor • Parametry roviny laseru v soufadnicich kamery I, ° h = (at, bi, Ct, di)
Model Kamery
Model i-té kamery pro pfevod 3D bodu ve svëtovych soufadnicich Pw na 2D bod P' v projektivni rovinë kamery popisuje nasledujici rovnice.
P' = = MiPw
Rovnice pracuje s homogennimi soufadnicemi neboli 2d bod [x'j'J^fx'j/, 1] a 3d bod [XytyJ/vp, Zw w Zw,1]. Ki je projektivni matice kamery, matice Ri a T, odpovidaji rotaci z prostoru kamery do svëtovych soufadnic. Matice Mjc souëin K a [AJi].
Svëtovy soufadnicovÿ prostor je shodnÿ pro vsechny kamery pro spojeni vzniklÿch point cloudù.
Pro zpëtnou rekonstrukci 3D bodù z 2D soufadnic laseru je potfeba informaci o hloubce. Pro kazdou kameru, se proto pouzije znâmâ rovina laseru danâ rovnici:
Rovina laseru je zadanâjako a, - x + b, -y + c, z + di = 0 tj. rovina je dâna 4 parametry: k = (a,, bi, Ci, d)
-4CZ 310033 B6
Vytvofeni pointcloudu ve svëtovÿch soufadnicich z 2D bodù
Bod p' = [x'y'] zachycenÿ i-tou kamerou lezici v laserové rovinë se nejdfive pfevede do soufadnicového systému ité kamery pt = [x.y.z].
x x' + B · a · cot (Θ) — cx y a _y _ (y'-cy)'sin(0) 8 = 7------p-----d
A a + B b + c x = A · z y = b · z
Nâsleduje pfevod do svëtovÿch soufadnicpw = [xM. :
Pw = K1 (Pi - τύ
Kalibrace kamery
Kalibrace i-té kamery pfedpoklâdâ alespon 6 kalibracnich bodù, kde jsou znâmy 2D soufadnice jeji projekcepi,...,ρβ apak 3D soufadnice vzoru Pi,...na kalibracnim tëlese.
Hledané parametry modelu (Kt, Ί\, Ri) splnuji:
argmin Σθ=1 d
Kde f odpovidâ kamerovému modelu a d euklidovskâ vzdâlenost ve 3D.
Pi = [x'.y'l —d = [x,y,z]z = -------r———--------------------------------(7.· — cy) ‘ sinW xj’ β a ' c°t(9) ~cx (ν' — r) sin(0)
--------------a + ---=¾--b + c a β (y' ~ cv) sin(0) x .
x + --------a · cot(6) —cx x = z-a (y' - cy) · sin(0) y = z--=--------β
Kalibrace roviny laseru
Pro kalibraci roviny laseru je nutné znât tri 3D body Pj, P2, P3 lezici v laserem promitané rovinë ve svëtovÿch soufadnicich, jejich 2D soufadnice pi, p2, ps na snimku a znâmÿ model (nakalibrovanÿ model kamery K,, Ri, Ti). Body Pi, P2, P3 se pfevedou do soufadnicového systému kamery, parametry roviny se pak vypoëtou:
-5CZ 310033 B6
[abc]T=(P[-tyx(P[-® d = —[a b c] Pl
Spojeni snimkù videa
Protoze se vsechny kamery posouvaji soucasnë na jednom ùchytu, bude existovat pouze jeden vektor pohybu platnÿ pro kazdou kameru. Tj. bude se mënit soufadnicovÿ prostor kamery pouze o vektor posunuti (danÿ vektorem pohybu). Odchylky mohou nastat pouze pro rozdilny framerate kamer (zpùsobi jinou parametrizaci casern t) nebo v dùsledku otfesù a pruznosti jednotlivÿch komponent scanneur.
Pro kazdou kameru je mozné urcit vektor posunu odpovidajici jednomu framu:
Ai [%Ai· Yaî, ZAi]
2D bod na j-tém framu, proto po pfevedeni do soufadnicového prostoru kamery je posunutÿ o A, a pak transformovan do svëtovÿch soufadnic.
Point cloud
Vÿsledkem je mnozina 3D bodù odpovidajici skenovanému tëlesu, kterâ je vÿsledkem aplikaci schématu na zâznam vsech kamer.
Objasnëni vÿkresù
Vynâlez bude blize objasnën pomoci vÿkresù, kde na obr. 1 je schéma HW cash mëficiho systému a schematicky znâzomën 3D mëfici systém. Obr. 2 pfedstavuje schéma zpracovâni dat.
Pnklad uskuteënëni vynâlezu
Zafizeni podle obr. 1 sestâvâ ze sady kamer 6, jejichz poloha objektivù je nastavena do sprâvné ùrovnë pomoci distanënich sloupkù. Pro snimâni pera 1 na jeho povrhu jsou promitâny ëâry pomoci overhead laserù 5. Za ùëelem zajistëni referenënich bodù pro horizontâlni lepeni obrazu ze zâbërù ze vsech kamer, pouzivâ se vertikâlni laser 3. Pro zajistëni pohybu celého systému podél pera 1, je namontovân na drzâk 2 mëfici soustavy.
3D mëfici systém Ize vyuzit pro mëfeni per 1 v tlakové nâdobë reaktoru. Mëfici soustava je dopravena na misto mëfeni pomoci standardnë pouzivaného manipulateur pouzivaného v plânovanÿch odstâvkâch energetického jademého bloku pro nedestruktivni kontroly nâdoby reaktoru a je zajistëna proti neplânovanÿm pohybùm. Soustava je vybavenâ vlastni moznosti pohybu podél mëfené komponenty, tj. pera 1 TNR . Pët kamer 6 GoPro Hero 9 je umistëno na drzâku 2 mëfici soustavy. Krajni pâry kamer 6 jsou nastaveny tak, aby jejich ëoëky byly na stejné ùrovni, jejich zâbëry se na krajich pfekrÿvaly a spolu s prostfedni kamerou 6 mëly spoleënë pfekrÿvajici se body. Umistëni hlavniho vertikâlniho laseru 3 je pfednastaveno, aby se promitaly ëâry skrze hranu pera 1 a aby se nachâzely uprostfed zâbërù kamer 6 a byly nasmërovâny pod ùhlem cca. 45° vùëi ose zâbërù. Sada overhead laserù 5 je nasmërovanâ tak, aby v pfekrÿvajicich se ëâstech zâbërù sousedicich kamer 6 byla viditelnâ svislâ ëâra, coz umoznuje sklâdâni obrazù.
-6CZ 310033 B6
Bezkontaktni rizeni snimani obrazu je realizovano pomoci ridici jednotky Raspberry umistené vzdalene od kamer 6, v oblasti pohonu manipulâtoru merici soustavy. Kabelâz, spolu s datovÿm kabelem pro prenos videozâznamu, je vyvedenâ skrze a pomoci dopravniho manipulâtoru pro navedeni soustavy do merici polohy.
Po zahâjeni sberu a prenosu dat z kamer 6, manipulator poveze merici soustavu podél pera 1 v TNR. Po ukonceni snimani je provedeno zpracovani nasnimanÿch dat v akvizicni jednotce a reaktorovém salu vzdâleném do cca 60 m a tvorba 3D point cloudu, kde lze identifikovat odchylky od normativnich rozmerù - ùbytek materiâlu. Pro sestaveni 3D point cloudu vyuziva zanzeni vÿse popsanÿ zpùsob kalibrace a popsané metody zpracovani obrazu.
Po ukonceni scanu pera 1, dopravni systém pretransportuje merici soustavu do merici polohy pro dalsi pero 1. V pripade chyby skenovani lze scan provést opakovane pred zmenou polohy na dalsi pero 1. Kamery 6 jsou opatreny drzakem 4, pro zajisteni druhého az tretiho stupne volnosti.
Prùmyslova vyuzitelnost
Zarizeni podle tohoto vynalezu lze vyuzit uvedenÿm postupem pri mereni nebo tvorbe 3D point cloudu komponent jadernÿch elektraren a obdobnÿch podnikù v mistech s relativne nizkÿm davkovÿm prikonem do 100 Gy/hod a v mistech bez nebo s pritomnosti roztoku H3BO3 do 16 g/kg. Zarizeni umoznuje také skenovani a mereni technologickÿch komponent mimo jadernÿ prùmysl.
Claims (8)
1. Zpùsob presného, v radu desitek mikrometrù, 3D mereni rozmerù a opotrebeni komponent jademÿch elektraren v 3D prostoru, vyznacujici se tim, ze se vertikalnim laserem (3), 2 kusy overhead laserù (5), a nejméne 2 kusy kamer (6) pohybuje spolecne podél jedné z os merené komponenty - pera (1) tlakové nadoby reaktoru, nastavi se promitana laserova cara overhead laseru (5) pro viditelnost v centru zaberu dvou sousednich kamer (6), pricemz prùsvit z vertikalniho laseru (3) je v zaberu dvou sousednich kamer (6), nasledne se poskytnou syrova data kamerami (6), zpracuji se syrova data softwarem a poskytne se finâlni 3D point cloud pro zmereni rozmerù a opotrebeni komponent.
2. Zpùsob podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze v softwarové casti se pro sestaveni 3D point cloudu vyuzivaji 2D informace obsazené ve snimcich videa a 1D informace casové.
3. Zpùsob podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze v softwarové casti pro ziskani 2D bodù se vyuziva zpùsob segmentace.
4. Zpùsob podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze v softwarové casti pro korekci polohy 2D bodù se vyuziva zpùsob korekce deformaci zpùsobenÿch optikou kamery (6).
5. Zpùsob podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze v softwarové casti pro sestaveni 3D point cloudu se vyuziva zpùsob transformace 2D bodù ze senzoru do 3D bodù.
6. Zpùsob podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze v softwarové casti pro sestaveni 3D point cloudu se vyuziva zpùsob kalibrace pozic kamer (6) a laseru (3).
7. Zarizeni k provadeni zpùsobu podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze sestâvâ nejméne ze dvou kamer (6), upevnenÿch na drzacich (4) pro nastaveni vÿskové ùrovne polohy objektivù, dale sestava z drzakù (2) merici soustavy, kdy na drzacich (2) jsou upevneny drzaky (4), vertikalni laser (3) pro horizontalni skladani obrazu a vedlejsi lasery (5) pro promitani zalomené cary pro samotnÿ scan, pricemz lasery (3 a 5) a kamery (6) jsou uzpùsobeny pro pohyb podél merené komponenty (1) pera tlakové nadoby reaktoru, pricemz soustava kamer (6) a laserù (3 a 5) je umistena na drzaku (2) merici soustavy s manipulatorem pro zajisteni kontinualniho snimani podél merené komponenty (1) pera tlakové nadoby konstantni rychlosti.
8. Zarizeni k provadeni zpùsobu podle naroku 7, vyznacujici se tim, ze v hardwarové casti drzak (2) merici soustavy kamery (6) je opatren ulozenim pro vertikalni laser (3) a overhead laser (5) a spolu s lasery (3 a 5) tvori jeden nosnik.
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 CZ2022289A3 (cs) | 2024-01-10 |
| CZ310033B6 true 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) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602646A (en) * | 1992-12-29 | 1997-02-11 | Societe Franco-Belge De Fabrication De Combustibles | Optical method and device for automatically classifying cylindrical nuclear-fuel pellets |
| DE19947327A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-05-03 | Siemens Ag | Verfahren und Modul zum Inspizieren eines bestrahlten Brennelements |
| US20160012925A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Ahlberg Cameras AB | System and method for nuclear fuel assembly deformation measurement |
| CN107170499A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-15 | 岭澳核电有限公司 | 一种核燃料检测装置和方法 |
| WO2022067194A2 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 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
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602646A (en) * | 1992-12-29 | 1997-02-11 | Societe Franco-Belge De Fabrication De Combustibles | Optical method and device for automatically classifying cylindrical nuclear-fuel pellets |
| DE19947327A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-05-03 | Siemens Ag | Verfahren und Modul zum Inspizieren eines bestrahlten Brennelements |
| US20160012925A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Ahlberg Cameras AB | System and method for nuclear fuel assembly deformation measurement |
| CN107170499A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-15 | 岭澳核电有限公司 | 一种核燃料检测装置和方法 |
| WO2022067194A2 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022289A3 (cs) | 2024-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11672631B2 (en) | Intraoral scanner calibration | |
| Luhmann et al. | Sensor modelling and camera calibration for close-range photogrammetry | |
| EP2183545B1 (en) | Phase analysis measurement apparatus and method | |
| Zhang et al. | Summary on calibration method of line-structured light sensor | |
| CN102538707B (zh) | 一种对工件进行三维定位的装置及方法 | |
| Zhao et al. | Correction model of linear structured light sensor in underwater environment | |
| JP5028164B2 (ja) | 測量機 | |
| CZ36677U1 (cs) | Zařízení k přesnému 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren | |
| CZ310033B6 (cs) | Způsob přesného 3D měření rozměrů a opotřebení komponent jaderných elektráren a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| RU2601505C1 (ru) | Способ наведения излучения многоканального лазера в заданные точки мишени и комплекс для его осуществления | |
| CN114279325B (zh) | 视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统及方法 | |
| Senchenko et al. | Calculating the longitudinal and vertical displacements of a moving object by digital image processing methods | |
| Kang et al. | Multi-position calibration method for laser beam based on cyclicity of harmonic turntable | |
| RU2319171C1 (ru) | Система автоматического наведения радиотелескопа | |
| CN118500252A (zh) | 用于管道内壁的测量装置及测量方法 | |
| CN118172424A (zh) | 激光跟踪仪的标定方法及激光跟踪仪 | |
| CN117553697A (zh) | 一种基于led的高速摄像测量方法及舱门形变测量系统 | |
| Stamatopoulos et al. | DIGITAL MODELLING OF CERAMIC SHERDS BY MEANS OF PHOTOGRAMMETRY AND MACROPHOTOGRAPHY: UNCERTAINTY CALCULATIONS AND MEASUREMENT ERRORS. | |
| Wong et al. | GPS-guided vision systems for real-time surveying | |
| Breitbarth et al. | Calibration of a combined system with phase measuring deflectometry and fringe projection | |
| CN115993099B (zh) | 基于多相机拼接偏折术测量大口径光学元件面形的方法 | |
| Sims-Waterhouse et al. | Close-range photogrammetry | |
| Klette et al. | Combinations of range data and panoramic images-new opportunities in 3D scene modeling | |
| Bubaker-Isheil et al. | Simple large scale 3D scanner | |
| RU2569072C2 (ru) | Датчик угла поворота |