核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法及裝置，該方法包括以下步驟：S1、根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數(shù))，對每一截面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度M(M為正整數(shù))劃分；S2、對步驟S1中分割的縱向多截面N和多角度M進(jìn)行圖像采集，在圖像采集的同時進(jìn)行圖像處理，最后形成整根格架小室的全景視圖；S3、對步驟S2得到的格架小室的全景視圖進(jìn)行顯示分析，判斷是否有缺陷。上述方法及相應(yīng)的裝置拍攝的圖像成像質(zhì)量好、可實現(xiàn)全景視角圖像拍攝、檢查效率高，促進(jìn)系統(tǒng)在大修后盡早實現(xiàn)可用，同時在整體上可提升在役核電機(jī)組的安全運(yùn)行水平。
【專利說明】核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電廠檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種核電站水下乏燃料格架缺陷 自動檢測方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)的壓水堆核電站均設(shè)置有燃料貯存格架。其中乏燃料貯存格架設(shè)置在 乏燃料水池中，用以貯存反應(yīng)堆卸出的乏燃料組件。由于乏燃料放射性活度大、衰變熱大， 并含有相當(dāng)量的可裂變材料，且乏池充滿2200ppm濃度的硼酸。因此，乏燃料貯存格架受 此影響后在核電站全壽命（40或60年）期間存在腐蝕風(fēng)險，并且已經(jīng)有先例發(fā)生。作為 PMC (Fuel Handling and Storage System,核燃料操作和存系統(tǒng)）中與核安全相關(guān)的重 要設(shè)備，對有缺陷的格架要盡早安排更換。
[0003] 目前，核電站建造期間以及電站正常運(yùn)營期間采用防水型通用工業(yè)內(nèi)窺鏡對可能 存在的缺陷進(jìn)行檢查。攝像探頭由一個白色冷光源和一個CCD (圖像傳感器）組成，后面有 信號線傳輸?shù)斤@示單元，然后進(jìn)行人工判斷。
[0004] 現(xiàn)有水下乏燃料格架缺陷檢測裝置具有以下缺陷：
[0005] (1)通用工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭長度有限，一般僅2米長，信號線需通過多級串聯(lián)方可伸 入十余米深的水下橋架進(jìn)行檢查，由于信號線多級串聯(lián)導(dǎo)致信號衰減，加之核電站工業(yè)現(xiàn) 場設(shè)備較多，圖像由于連接處偶合電磁干擾產(chǎn)生額外白噪點(diǎn)，因此拍攝的圖像質(zhì)量不好，給 檢查人員缺陷診斷帶來困難；
[0006] (2) 225X225mm見方的格架空間窄小，工業(yè)內(nèi)窺鏡視角很有限，每次只能看到極為 有限的小片區(qū)域，但缺陷的診斷有時需要結(jié)合周邊圖像對比獲得，容易導(dǎo)致錯診；
[0007] (3)由于自由度過大存在視角不易操控、畫面無法固定等缺點(diǎn)，導(dǎo)致檢查效率非常 低，而一個燃料乏池底部至少設(shè)置有690組格架小室，逐一排查耗時長，給大修后系統(tǒng)盡快 恢復(fù)可用帶來阻礙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述核電站水下乏燃料格架缺陷 檢測裝置成像質(zhì)量差、視角狹窄不便全局查看、不便對比分析，以及檢查效率低、不便保存 離線查看的缺陷，提供一種核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法及裝置，該裝置成像 質(zhì)量好、可實現(xiàn)全景視角圖像拍攝、可實時診斷或二次處理、檢查效率高。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種核電站水下乏燃料格架缺 陷自動檢測方法，用于檢測格架小室內(nèi)壁的缺陷，包括以下步驟：
[0010] S1、根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數(shù)），對每一截 面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度Μ(M為正整數(shù)）劃分；
[0011] S2、對步驟S1中分割的縱向多截面Ν和多角度Μ進(jìn)行圖像采集，在圖像采集的同 時進(jìn)行圖像處理，最后形成整根格架小室的全景視圖；
[0012] S3、對步驟S2得到的格架小室的全景視圖進(jìn)行顯示分析，判斷是否有缺陷。
[0013] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法中，所述步 驟S2中整根格架小室的全景視圖（F)按如下公式進(jìn)行采集和處理：
[0014] Ρ=ΣΛ/[/]^Μ [/] 7=1
[0015] 其中，η為格架小室縱向分割的截面?zhèn)€數(shù)；m為每一截面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角 度劃分后的劃分個數(shù)；N[i]M[j]為第i個截面的第j幅圖像。
[0016] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法中，所述步 驟S2包括以下子步驟：
[0017] S21、對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像 依次進(jìn)行橫向拼接得到第一橫向拼接圖像；
[0018] S22、對第二截面N[2]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像 依次進(jìn)行橫向拼接得到第二橫向拼接圖像，對第二橫向拼接圖像與第一橫向拼接圖像進(jìn)行 縱向拼接得到第一縱向拼接圖像；
[0019] S23、對第i(i >= 3)截面N[i]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第i截面N[i]的 m幅圖像依次進(jìn)行橫向拼接得到第i橫向拼接圖像，對第i橫向拼接圖像與第i-2橫向拼接 圖像進(jìn)行縱向拼接得到第i-Ι縱向拼接圖像；
[0020] S24、判斷i是否等于N，若i等于N，則圖像采集和處理結(jié)束，得到整根格架小室的 全景視圖，否則返回步驟S23,其中i = i+1。
[0021] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法中，所述步 驟S21包括以下子步驟：
[0022] S211、對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集；
[0023] S212、對第一截面的第二幅圖像N[1]M[2]與第一截面的第一幅圖像N[1]M[1]進(jìn) 行橫向拼接得到第一橫向拼接子圖像；
[0024] S213、對第一截面的第j(j >= 3)幅圖像N[l]M[j]與第一截面的第j-2幅橫向 拼接子圖像進(jìn)行橫向拼接得到第j-Ι橫向拼接子圖像；
[0025] S214、判斷j是否等于m，若j等于m，則得到的第j-Ι橫向拼接子圖像即第一橫向 拼接圖像，否則返回步驟S213,其中j = j+1。
[0026] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法中，所述格架 小室縱向分割的截面?zhèn)€數(shù)η為36,所述多角度劃分后的劃分個數(shù)m為6。
[0027] 本發(fā)明還提供一種核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，包括：
[0028] 設(shè)置單元，用于根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一截 面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度（M)劃分；
[0029] 圖像采集單元，用于對分割的縱向多截面N和多角度Μ進(jìn)行圖像采集；
[0030] 圖像處理單元，用于對所述圖像采集單元采集的圖像進(jìn)行圖像處理，形成整根格 架小室的全景視圖；
[0031] 顯示單元，用于顯示所述圖像處理單元得到的整根格架小室的全景視圖，供分析 缺陷使用。
[0032] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置中，所述圖 像采集單元包括用于拍攝格架小室內(nèi)壁圖像的攝像模塊、用于驅(qū)動所述攝像模塊水平旋轉(zhuǎn) 完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉(zhuǎn)模塊、以及用于帶動所述攝像模塊在格架小室內(nèi)上下 移動完成格架小室縱向多截面Ν圖像拍攝的升降模塊；
[0033] 所述圖像采集單元還包括用于控制所述旋轉(zhuǎn)模塊沿水平方向進(jìn)行多角度Μ旋轉(zhuǎn) 以及用于控制所述升降模塊在格架小室內(nèi)向進(jìn)行上下移動的控制模塊，所述控制模塊還用 于判斷所述攝像模塊是否完成多角度Μ圖像拍攝以及是否完成多截面Ν圖像拍攝。
[0034] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置中，所述圖 像處理單元用于對每一截面的多角度Μ中圖像進(jìn)行橫向拼接，并且在每一截面的圖像橫向 拼接后進(jìn)行縱向拼接。
[0035] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置中，所述升 降模塊包括用于支撐所述旋轉(zhuǎn)模塊和所述攝像模塊的支撐框架、以及控制所述支撐框架上 下移動的升降機(jī)；
[0036] 所述支撐框架外套設(shè)有用于保護(hù)所述攝像模塊的透明護(hù)罩，所述透明護(hù)罩外設(shè)置 有用于為所述攝像模塊提供輔助照明的LED環(huán)燈，所述支撐框架通過導(dǎo)向輪輻可移動地抵 接在格架小室內(nèi)壁上。
[0037] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置中，所述旋轉(zhuǎn) 模塊驅(qū)動所述攝像模塊在水平方向每次旋轉(zhuǎn)6次，每次旋轉(zhuǎn)60度，所述升降模塊帶動所述 攝像模塊在格架小室內(nèi)連接向下移動36次，每次移動120_。
[0038] 實施本發(fā)明的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法及裝置，具有以下有益效 果：通過旋轉(zhuǎn)模塊驅(qū)動攝像模塊完成橫向全景拍攝，改變傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡斜視拍攝視角，轉(zhuǎn)為 攝像模塊垂直拍攝，通過升降模塊完成縱向全景拍攝，并通過圖像處理單元進(jìn)行圖像的橫 向和縱向拼接，在進(jìn)行圖像自動拼接保存圖像的同時，可通過附加的顯示器進(jìn)行圖像顯示， 相關(guān)圖像、視頻信息存儲后可進(jìn)行人機(jī)界面、二次分析接口對其進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。該檢 測裝置成像質(zhì)量好，可實現(xiàn)全景視角圖像拍攝，可實時診斷或二次處理，大大提高檢查的效 率，促進(jìn)系統(tǒng)在大修后盡早實現(xiàn)可用，同時在整體上可提升在役核電機(jī)組的安全運(yùn)行水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0040] 圖1是本發(fā)明實施例的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法流程圖；
[0041] 圖2是本發(fā)明實施例的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法子流程圖；
[0042] 圖3是本發(fā)明實施例的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法子流程圖；
[0043] 圖4是本發(fā)明實施例的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置的示意圖；
[0044] 圖5是本發(fā)明實施例的圖像采集單元的示意圖；
[0045] 圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置的流程框 圖；
[0046] 圖7是本發(fā)明實施例的升降模塊的示意圖。

【具體實施方式】
[0047] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中核電站水下乏燃料格架缺陷檢測采用的工業(yè)內(nèi)窺鏡成像質(zhì) 量差、視角狹窄不便全局查看、不便對比分析，以及檢查效率低的問題，本發(fā)明的主要創(chuàng)新 點(diǎn)是提供一種可以在核電站水下乏燃料格架小室內(nèi)上下移動的檢測方法，該方法預(yù)先對格 架小室內(nèi)壁進(jìn)行柵格式劃分，然后利用圖像處理對拍攝每個柵格的圖像并進(jìn)行橫向和縱向 拼接得到整根格架小室內(nèi)壁的全景視圖，便于缺陷的檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)內(nèi)窺 鏡由于視角狹窄不便全局查看、對比分析的問題。
[0048] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明 本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0049] 如圖1所示，本發(fā)明實施例一的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法流程 圖，包括以下步驟：
[0050] S1、根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數(shù)），對每一截 面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度M(M為正整數(shù)）劃分。
[0051] 步驟S1中主要是對格架小室內(nèi)壁進(jìn)行柵格式劃分，核電廠中用于儲存乏燃料的 水下格架一般是由多個格架小室組成的，每個格架小室的高度可達(dá)10米以上，格架小室的 橫截面一般為正方形。因此，可以根據(jù)格架具體的形狀尺寸決定如何進(jìn)行柵格式劃分，其 中，對格架高度方向縱向分割成多截面（N)，對每一截面在水平圓周范圍內(nèi)分割成多角度 (M)。可以理解的是，分割的多截面的每一截面的高度可以不同，分割的多角度的每一角度 也可以不同，但是，為了使后續(xù)拍攝的照片比較統(tǒng)一，優(yōu)選地，在實施例中分割的多截面的 每一截面的高度相同，分割的多角度的每一角度也相同。
[0052] S2、對步驟S1中分割的縱向多截面N和多角度Μ進(jìn)行圖像采集，在圖像采集的同 時進(jìn)行圖像處理，最后形成整根格架小室的全景視圖。
[0053] 步驟S2主要是對步驟S1中分割后的格架小室進(jìn)行圖像采集和圖像處理，得到整 根格架小室內(nèi)壁的全景視圖，可以理解的是，在依次得到每根格架小室內(nèi)壁的全景視圖之 后，便可以得到全部格架的全景視圖，這樣在檢測缺陷時可以對比相鄰區(qū)域的圖像，使誤診 的概率大大降低。
[0054] S3、對步驟S2得到的格架小室的全景視圖進(jìn)行顯示分析，判斷是否有缺陷。
[0055] 步驟S3主要是對步驟S2得到的格架小室內(nèi)壁的全景視圖進(jìn)行顯示，通常由外部 顯示設(shè)備對其進(jìn)行顯示，如電腦及各種顯示器。工作人員通過顯示的圖像判斷格架小室內(nèi) 壁是否有缺陷，包括腐蝕缺陷在內(nèi)的一些可能存在的缺陷?？梢岳斫獾氖?，圖像的分析即缺 陷的判斷可以通過工作人員的肉眼直接觀察判斷，也可以是通過一些圖像處理或材料分析 軟件對圖像進(jìn)行分析，從而判斷缺陷。
[0056] 優(yōu)選地，上述步驟S2中整根格架小室內(nèi)壁的全景視圖（F)可按如下公式進(jìn)行采集 和處理：
[0057] Ρ=Σ"[，]|>φ·] /-1 ./二 1
[0058] 其中，η為格架小室縱向分割的截面?zhèn)€數(shù)；m為每一截面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角 度劃分后的劃分個數(shù)；N[i]M[j]為第i個截面的第j幅圖像。
[0059] 從上述公式可以得出共計mXn幅圖像構(gòu)成了整根格架小室內(nèi)壁的全景視圖。
[0060] 如圖2所示，是對步驟S2的進(jìn)一步的詳細(xì)介紹，步驟S2包括以下子步驟：
[0061] S21、對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像 依次進(jìn)行橫向拼接得到第一橫向拼接圖像。
[0062] 步驟S21中先對第一截面進(jìn)行圖像采集，其中，第一截面被分割成m份，因此需要 依次采集第一截面的m幅圖像，可以理解的是，本發(fā)明也可以先對其它截面進(jìn)行圖像采集， 但為了在檢測時比較方便，并且不會造成漏檢的情況，本實施例首先對第一截面進(jìn)行圖像 采集。圖像采集完后，依次對m幅圖像依次進(jìn)行橫向拼接得到第一橫向拼接圖像，依次拼接 時為了在圖像中使相鄰的區(qū)域放在一起，便于后續(xù)分析時的對比。
[0063] S22、對第二截面N[2]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像 依次進(jìn)行橫向拼接得到第二橫向拼接圖像，對第二橫向拼接圖像與第一橫向拼接圖像進(jìn)行 縱向拼接得到第一縱向拼接圖像。
[0064] 步驟S22對第二截面的m幅圖像按照上述第一截面圖像采集的方法進(jìn)行采集，同 樣也對第二截面的m幅圖像按照上述第一截面的圖像處理方法進(jìn)行橫向拼接得到第二橫 向拼接圖像。再將第二橫向拼接圖像與第一拼接圖像進(jìn)行縱向拼接得到第一縱向拼接圖 像。
[0065] S23、對第i (i >= 3)截面N[i]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第i截面N[i]的 m幅圖像依次進(jìn)行橫向拼接得到第i橫向拼接圖像，對第i橫向拼接圖像與第i-2橫向拼接 圖像進(jìn)行縱向拼接得到第i-Ι縱向拼接圖像。
[0066] 步驟S23對第i(i >= 3)截面的m幅圖像按照上述第一截面和第二截面的圖像 采集方法進(jìn)行采集，同樣也對其進(jìn)行橫向拼接得到第i橫向拼接圖像。再將第i橫向拼接 圖像與第i-2橫向拼接圖像進(jìn)行縱向拼接得到第i-Ι縱向拼接圖像。
[0067] S24、判斷i是否等于N，若i等于N，則執(zhí)行步驟S25,否則返回步驟S23,其中i = i+1。
[0068] S25、圖像采集和處理結(jié)束，得到整根格架小室內(nèi)壁的全景視圖。
[0069] 如圖3所示，是對上述步驟S21的進(jìn)一步詳細(xì)的介紹，其中，步驟S21還包括以下 子步驟：
[0070] S211、對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集；
[0071] S212、對第一截面的第二幅圖像N[1]M[2]與第一截面的第一幅圖像N[1]M[1]進(jìn) 行橫向拼接得到第一橫向拼接子圖像；
[0072] S213、對第一截面的第j(j >= 3)幅圖像N[l]M[j]與第一截面的第j-2幅橫向 拼接子圖像進(jìn)行橫向拼接得到第j-Ι橫向拼接子圖像；
[0073] S214、判斷j是否等于m，若j等于m，則得到的第j-Ι橫向拼接子圖像即第一橫向 拼接圖像，否則返回步驟S213,其中j = j+1。
[0074] 在發(fā)電廠中的乏燃料儲存格架小室為細(xì)長形結(jié)構(gòu)，每根格架小室的長度225mm，寬 度為225mm，高度為4285mm。運(yùn)用上述方法先將格架小室進(jìn)行柵格式劃分，本實施例優(yōu)選地 將格架小室內(nèi)壁沿高度方向縱向分割成36個截面，即每個截面的高度為4285除于36,大約 為120mm。而格架小室內(nèi)壁分割成的多截面中每一截面在360度范圍內(nèi)劃分成6份，每一份 為60度。根據(jù)上述公式可以算出整根格架小室的全景視圖由36X6 = 216幅圖像經(jīng)過相 應(yīng)的橫向拼接和縱向拼接而成。
[0075] 上述完整的格架小室內(nèi)壁圖像可以通過外部顯示器直接顯示出來，也可以存儲起 來，供第二次分析。當(dāng)檢測人員對整個格架小室內(nèi)壁圖像進(jìn)行分析時，可以對比某個格架小 室內(nèi)壁區(qū)域周圍的圖像，更快地分析出哪個區(qū)域有缺陷，并且能夠得到缺陷區(qū)域的具體位 置。具體拼接過程和計算方法以及缺陷分析是現(xiàn)有技術(shù)，在此不做詳述。
[0076] 本發(fā)明還提供了一種對如前所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法實 施的裝置，如圖4所示，該檢測裝置主要包括：
[0077] 設(shè)置單元1，用于根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一 截面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度（M)劃分；
[0078] 圖像采集單元2,用于對分割的縱向多截面N和多角度Μ進(jìn)行圖像采集；
[0079] 圖像處理單元3,用于對所述圖像采集單元采集的圖像進(jìn)行圖像處理，形成整根格 架小室的全景視圖；
[0080] 顯示單元4,用于顯示所述圖像處理單元得到的整根格架小室的全景視圖，供分析 缺陷使用。
[0081] 其中，設(shè)置單元1將設(shè)置的多截面（Ν)和多角度（Μ)輸送給圖像采集單元2,圖像 采集單元2根據(jù)多截面Ν和多角度Μ進(jìn)行圖像采集，圖像采集單元2將采集的圖像發(fā)給圖 像處理單元3,圖像處理單元3對圖像采集單元3采集的圖像進(jìn)行橫向或縱向拼接，并將處 理完的整根格架小室內(nèi)壁的全景圖像輸送給顯示單元4。
[0082] 進(jìn)一步地，如圖5所示，圖像采集單元2包括用于拍攝格架小室內(nèi)壁圖像的攝像模 塊21、用于驅(qū)動攝像模塊水平旋轉(zhuǎn)完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉(zhuǎn)模塊22、以及用于 帶動攝像模塊21在格架小室內(nèi)上下移動完成格架小室縱向多截面Ν圖像拍攝的升降模塊 23,圖像采集單元2還包括用于控制旋轉(zhuǎn)模塊22和升降模塊23的控制模塊24,控制模塊 24還用于判斷攝像模塊21是否完成多角度Μ圖像拍攝以及是否完成多截面Ν圖像拍攝。
[0083] 進(jìn)一步地，圖像處理單元2用于對每一截面的多角度Μ中圖像進(jìn)行橫向拼接，并且 在每一截面的圖像橫向拼接后進(jìn)行縱向拼接。
[0084] 優(yōu)選地，在本實施例中，旋轉(zhuǎn)模塊22每次旋轉(zhuǎn)一相同的預(yù)設(shè)角度，該預(yù)設(shè)角度優(yōu) 選為60度。因此，控制模塊24需要給步進(jìn)電機(jī)一個預(yù)設(shè)的脈沖，使步進(jìn)電機(jī)能夠驅(qū)動攝像 頭水平旋轉(zhuǎn)60度。
[0085] 優(yōu)選地，在本實施例中，升降模塊23每次上下移動一相同的預(yù)設(shè)距離，該預(yù)設(shè)距 離為L/36,其中L為格架小室的總長度。在前面提到，格架小室的高度為4285mm，4285mm除 于36大約等于120mm，即升降模塊23每次上下移動120mm。
[0086] 如圖6所示，是本發(fā)明優(yōu)選實施例的檢測裝置流程框圖。在檢測時，設(shè)置單元1將 格架高度方向分割成36個相同的截面，每個截面的高度為120mm，每個截面在360度范圍內(nèi) 分割成6份，每份為60度，設(shè)置單元1將這些信息輸送給圖像采集單元2的控制模塊24,控 制模塊24首先控制升降模塊23按預(yù)先分隔的截面下降至格架的第一個截面處，然后控制 模塊24再控制旋轉(zhuǎn)模塊22旋轉(zhuǎn)60度，攝像模塊21拍攝第一截面的第一幅圖像，拍攝后控 制模塊24再控制旋轉(zhuǎn)模塊22沿同一方向旋轉(zhuǎn)60度，攝像模塊21拍攝第一截面的第二幅 圖像，接著將第一幅圖像和第二幅圖像輸送至圖像處理單元3,圖像處理單元3對第一幅圖 像和第二幅圖像進(jìn)行橫向拼接，在圖像處理的同時，控制模塊24繼續(xù)控制旋轉(zhuǎn)模塊22完成 剩下的四次60度旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)地，攝像模塊21完成剩下的四幅圖像的拍攝，圖像處理單元相 應(yīng)地完成格架第一截面的六幅圖像的橫向拼接得到第一橫向拼接圖像。
[0087] 緊接著，控制模塊24控制升降模塊23下降120mm，使攝像裝置處于第二截面處，并 按第一截面的圖像拍攝和處理方法得到第二橫向拼接圖像，圖像處理單元1對第二橫向拼 接圖像和第一橫向拼接圖像進(jìn)行縱向拼接得到第一縱向拼接圖像。
[0088] 重復(fù)地按照上述方式進(jìn)行圖像拍攝和圖像處理，在圖像拍攝的過程中，控制模塊 24用于判斷攝像模塊21是否完成每一截面的六幅圖像拍攝以及是否完成36個截面的圖像 拍攝，若沒完成，則按照上述方式重復(fù)進(jìn)行，若完成，則得到整根格架小室內(nèi)壁的全景視圖， 此時將整根格架小室的全景視圖輸送至顯示單元4,供工作人員分析使用。
[0089] 本實施例通過旋轉(zhuǎn)模塊22驅(qū)動攝像模塊21完成格架小室內(nèi)壁四周的圖像拍攝， 同時通過升降模塊23完成整根格架小室內(nèi)壁的圖像拍攝，可以完成格架小室內(nèi)壁的全景 拍攝，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)內(nèi)窺鏡的視角有限，每次只能看到極為有限的小片區(qū)域，不 利于缺陷診斷的問題。
[0090] 其中，攝像模塊21主要包括一個攝像頭，以及與攝像頭電性連接的圖像傳感器 (XD，攝像機(jī)水平設(shè)置，使攝像頭可以垂直拍攝圖像。
[0091] 進(jìn)一步地，如圖7所示，升降模塊23包括用于支撐旋轉(zhuǎn)模塊22和攝像模塊21的 支撐框架231、以及控制支撐框架231上下移動的升降機(jī)（圖中未示出），其中，升降機(jī)可以 是PMC吊車。
[0092] 如圖7所示，支撐框架231外套設(shè)有用于保護(hù)攝像模塊21的透明護(hù)罩232,在透明 護(hù)罩232外設(shè)置有用于為攝像模塊31提供輔助照明的LED環(huán)燈233,并且支撐框架231通 過導(dǎo)向輪輻234可移動地抵接在格架小室內(nèi)壁上，使整個圖像采集單元2更加穩(wěn)定，解決了 現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)內(nèi)窺鏡在拍攝圖像時由于自由度大、視角不易操控、畫面無法固定的問 題，在檢測裝置的上下移動過程中，該導(dǎo)向輪輻234沿著格架小室內(nèi)壁滑動。其中，透明護(hù) 罩232可以是玻璃等一些透明材料制成的護(hù)罩。
[0093] 檢測裝置通過纜繩235與外部的PMC吊車連接，通過PMC吊車實現(xiàn)上下移動，為 了使該檢測裝置在上下移動的過程中更加穩(wěn)定，在檢測裝置的正上方還連接有一根鋼絲繩 236,鋼絲繩236保持堅直狀態(tài)，一端與檢測裝置連接，另一端與PMC吊車連接。圖7中在檢 測裝置上設(shè)置有4個導(dǎo)向輪輻234,并通過連接件固定在檢測裝置的支撐框架231上。其 中，連接件可以是桿狀的塑料件。
[0094] 在本實施例中，旋轉(zhuǎn)模塊22可以采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)?角位移或線位移的開環(huán)控制元件。只要給步進(jìn)電機(jī)一個脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)即可把它轉(zhuǎn)變 為角位移。因此，可以通過步進(jìn)電機(jī)帶動攝像模塊21進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)?？梢岳斫獾氖牵D(zhuǎn) 模塊22也可以是其它任何可驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的裝置。攝像模塊21與格架小室內(nèi)壁之間的夾角呈 90度，使拍攝時為垂直拍攝，改變了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡斜視拍攝視角，便于后期查看分析。進(jìn)一步 地，控制模塊24還具有對導(dǎo)向輪輻234進(jìn)行定位的功能，當(dāng)控制模塊24控制升降模塊23 下降每一截面時，控制模塊24還對導(dǎo)向輪輻234進(jìn)行定位，在完成一個截面360度拍攝后， 控制模塊24再控制導(dǎo)向輪輻234沿格架小室內(nèi)壁移動，直到到達(dá)下一截面的位置，控制模 塊24再對導(dǎo)向輪輻234進(jìn)行定位。如此，使升降模塊23與格架小室內(nèi)壁保持相對靜止的 狀態(tài)，使拍攝時更加穩(wěn)定，得到的圖像質(zhì)量更好。具體控制模塊24如何對導(dǎo)向輪輻234進(jìn) 行定位可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的常用定位方法，比如在導(dǎo)向輪輻234外周增加一可活動的定 位件，通過遙控自動控制定位件的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)導(dǎo)向輪輻234的定位或釋放。
[0095] 綜上所述，實施本發(fā)明的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法和裝置，具有 以下有益效果：通過旋轉(zhuǎn)模塊22驅(qū)動攝像模塊21完成橫向全景拍攝，改變傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡斜 視拍攝視角，轉(zhuǎn)為攝像模塊21垂直拍攝，通過升降模塊23完成縱向全景拍攝，并通過圖像 處理單元3進(jìn)行圖像的橫向和縱向拼接，在進(jìn)行圖像自動拼接保存圖像的同時，可通過附 加的顯示器進(jìn)行圖像顯示，相關(guān)圖像、視頻信息存儲后可進(jìn)行人機(jī)界面、二次分析接口對其 進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。該檢測裝置成像質(zhì)量好，可實現(xiàn)全景視角圖像拍攝，可實時診斷或二 次處理，大大提高檢查的效率，促進(jìn)系統(tǒng)在大修后盡早實現(xiàn)可用，同時在整體上可提升在役 核電機(jī)組的安全運(yùn)行水平。
[〇〇96] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體 實施方式，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法，用于檢測格架小室內(nèi)壁的缺陷，其 特征在于，包括以下步驟： 51、 根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數(shù)），對每一截面在 360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度Μ(M為正整數(shù)）劃分； 52、 對步驟S1中分割的縱向多截面Ν和多角度Μ進(jìn)行圖像采集，在圖像采集的同時進(jìn) 行圖像處理，最后形成整根格架小室的全景視圖； 53、 對步驟S2得到的格架小室的全景視圖進(jìn)行顯示分析，判斷是否有缺陷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法，其特征在于，所 述步驟S2中整根格架小室的全景視圖（F)按如下公式進(jìn)行采集和處理： F=l> [，·]!>[./] i=l /=1 其中，η為格架小室縱向分割的截面?zhèn)€數(shù);m為每一截面在360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度劃 分后的劃分個數(shù)；N[i]M[j]為第i個截面的第j幅圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法，其特征在于，所 述步驟S2包括以下子步驟： 521、 對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像依次 進(jìn)行橫向拼接得到第一橫向拼接圖像； 522、 對第二截面N[2]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像依次 進(jìn)行橫向拼接得到第二橫向拼接圖像，對第二橫向拼接圖像與第一橫向拼接圖像進(jìn)行縱向 拼接得到第一縱向拼接圖像； 523、 對第i (i >= 3)截面N[i]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集，并對第i截面N[i]的m幅 圖像依次進(jìn)行橫向拼接得到第i橫向拼接圖像，對第i橫向拼接圖像與第i_2橫向拼接圖 像進(jìn)行縱向拼接得到第i-Ι縱向拼接圖像； 524、 判斷i是否等于N，若i等于N，則圖像采集和處理結(jié)束，得到整根格架小室的全景 視圖，否則返回步驟S23,其中i = i+1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法，其特征在于，所 述步驟S21包括以下子步驟： 5211、 對第一截面N[l]的m幅圖像進(jìn)行圖像采集； 5212、 對第一截面的第二幅圖像N[1]M[2]與第一截面的第一幅圖像N[1]M[1]進(jìn)行橫 向拼接得到第一橫向拼接子圖像； 5213、 對第一截面的第j(j >= 3)幅圖像N[l]M[j]與第一截面的第j-2幅橫向拼接 子圖像進(jìn)行橫向拼接得到第j-Ι橫向拼接子圖像； 5214、 判斷j是否等于m，若j等于m，則得到的第j-Ι橫向拼接子圖像即第一橫向拼接 圖像，否則返回步驟S213,其中j = j+1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測方法，其特征 在于，所述格架小室縱向分割的截面?zhèn)€數(shù)η為36,所述多角度劃分后的劃分個數(shù)m為6。
6. -種核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，其特征在于，包括： 設(shè)置單元，用于根據(jù)格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一截面在 360度范圍內(nèi)進(jìn)行多角度（M)劃分； 圖像采集單元，用于對分割的縱向多截面N和多角度Μ進(jìn)行圖像采集； 圖像處理單元，用于對所述圖像采集單元采集的圖像進(jìn)行圖像處理，形成整根格架小 室的全景視圖； 顯示單元，用于顯示所述圖像處理單元得到的整根格架小室的全景視圖，供分析缺陷 使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，其特征在于，所 述圖像采集單元包括用于拍攝格架小室內(nèi)壁圖像的攝像模塊、用于驅(qū)動所述攝像模塊水平 旋轉(zhuǎn)完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉(zhuǎn)模塊、以及用于帶動所述攝像模塊在格架小室內(nèi) 上下移動完成格架小室縱向多截面Ν圖像拍攝的升降模塊； 所述圖像采集單元還包括用于控制所述旋轉(zhuǎn)模塊沿水平方向進(jìn)行多角度Μ旋轉(zhuǎn)以及 用于控制所述升降模塊在格架小室內(nèi)向進(jìn)行上下移動的控制模塊，所述控制模塊還用于判 斷所述攝像模塊是否完成多角度Μ圖像拍攝以及是否完成多截面Ν圖像拍攝。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，其特征在于，所 述圖像處理單元用于對每一截面的多角度Μ中圖像進(jìn)行橫向拼接，并且在每一截面的圖像 橫向拼接后進(jìn)行縱向拼接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，其特征在于，所 述升降模塊包括用于支撐所述旋轉(zhuǎn)模塊和所述攝像模塊的支撐框架、以及控制所述支撐框 架上下移動的升降機(jī)； 所述支撐框架外套設(shè)有用于保護(hù)所述攝像模塊的透明護(hù)罩，所述透明護(hù)罩外設(shè)置有用 于為所述攝像模塊提供輔助照明的LED環(huán)燈，所述支撐框架通過導(dǎo)向輪輻可移動地抵接在 格架小室內(nèi)壁上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項所述的核電站水下乏燃料格架缺陷自動檢測裝置，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)模塊驅(qū)動所述攝像模塊在水平方向每次旋轉(zhuǎn)6次，每次旋轉(zhuǎn)60度，所述升 降模塊帶動所述攝像模塊在格架小室內(nèi)連接向下移動36次，每次移動120_。
【文檔編號】H04N7/18GK104092994SQ201410336661
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】鐘香斌, 張劍, 陸科峰, 汲大朋, 汪戰(zhàn)峰, 王剛, 郭均, 何乃兵, 張亞楠 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司