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)，對每一截面在360度范圍內進行多角度M(M為正整數)劃分；S2、對步驟S1中分割的縱向多截面N和多角度M進行圖像采集，在圖像采集的同時進行圖像處理，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行顯示分析，判斷是否有缺陷。上述方法及相應的裝置拍攝的圖像成像質量好、可實現全景視角圖像拍攝、檢查效率高，促進系統在大修后盡早實現可用，同時在整體上可提升在役核電機組的安全運行水平。
【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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及核電廠檢測領域，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】
[0002] 現有技術的壓水堆核電站均設置有燃料貯存格架。其中乏燃料貯存格架設置在 乏燃料水池中，用以貯存反應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）期間存在腐蝕風險，并且已經有先例發生。作為 PMC (Fuel Handling and Storage System,核燃料操作和存系統）中與核安全相關的重 要設備，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營期間采用防水型通用工業內窺鏡對可能 存在的缺陷進行檢查。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 信號線傳輸到顯示單元，然后進行人工判斷。
[0004] 現有水下乏燃料格架缺陷檢測裝置具有以下缺陷：
[0005] (1)通用工業內窺鏡探頭長度有限，一般僅2米長，信號線需通過多級串聯方可伸 入十余米深的水下橋架進行檢查，由于信號線多級串聯導致信號衰減，加之核電站工業現 場設備較多，圖像由于連接處偶合電磁干擾產生額外白噪點，因此拍攝的圖像質量不好，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，工業內窺鏡視角很有限，每次只能看到極為 有限的小片區域，但缺陷的診斷有時需要結合周邊圖像對比獲得，容易導致錯診；
[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，導致檢查效率非常 低，而一個燃料乏池底部至少設置有690組格架小室，逐一排查耗時長，給大修后系統盡快 恢復可用帶來阻礙。
【發明內容】
[0008] 本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述核電站水下乏燃料格架缺陷 檢測裝置成像質量差、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 質量好、可實現全景視角圖像拍攝、可實時診斷或二次處理、檢查效率高。
[0009] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：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壁的缺陷，包括以下步驟：
[0010] S1、根據格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數），對每一截 面在360度范圍內進行多角度Μ(M為正整數）劃分；
[0011] S2、對步驟S1中分割的縱向多截面Ν和多角度Μ進行圖像采集，在圖像采集的同 時進行圖像處理，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行顯示分析，判斷是否有缺陷。
[0013] 進一步地，在本發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個數；m為每一截面在360度范圍內進行多角 度劃分后的劃分個數；N[i]M[j]為第i個截面的第j幅圖像。
[0016] 進一步地，在本發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幅圖像進行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像 依次進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幅圖像進行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像 依次進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幅圖像進行圖像采集，并對第i截面N[i]的 m幅圖像依次進行橫向拼接得到第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] 進一步地，在本發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 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] 優選地，在本發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個數η為36,所述多角度劃分后的劃分個數m為6。
[0027] 本發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] 設置單元，用于根據格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一截 面在360度范圍內進行多角度（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] 進一步地，在本發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壁圖像的攝像模塊、用于驅動所述攝像模塊水平旋轉 完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉模塊、以及用于帶動所述攝像模塊在格架小室內上下 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模塊沿水平方向進行多角度Μ旋轉 以及用于控制所述升降模塊在格架小室內向進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] 進一步地，在本發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中圖像進行橫向拼接，并且在每一截面的圖像橫向 拼接后進行縱向拼接。
[0035] 進一步地，在本發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；
[0036] 所述支撐框架外套設有用于保護所述攝像模塊的透明護罩，所述透明護罩外設置 有用于為所述攝像模塊提供輔助照明的LED環燈，所述支撐框架通過導向輪輻可移動地抵 接在格架小室內壁上。
[0037] 優選地，在本發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 模塊驅動所述攝像模塊在水平方向每次旋轉6次，每次旋轉60度，所述升降模塊帶動所述 攝像模塊在格架小室內連接向下移動36次，每次移動120_。
[0038] 實施本發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：通過旋轉模塊驅動攝像模塊完成橫向全景拍攝，改變傳統的內窺鏡斜視拍攝視角，轉為 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行圖像的橫 向和縱向拼接，在進行圖像自動拼接保存圖像的同時，可通過附加的顯示器進行圖像顯示， 相關圖像、視頻信息存儲后可進行人機界面、二次分析接口對其進行進一步分析處理。該檢 測裝置成像質量好，可實現全景視角圖像拍攝，可實時診斷或二次處理，大大提高檢查的效 率，促進系統在大修后盡早實現可用，同時在整體上可提升在役核電機組的安全運行水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
[0040] 圖1是本發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是本發明實施例的圖像采集單元的示意圖；
[0045] 圖6是本發明優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] 為了解決現有技術中核電站水下乏燃料格架缺陷檢測采用的工業內窺鏡成像質 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，本發明的主要創新 點是提供一種可以在核電站水下乏燃料格架小室內上下移動的檢測方法，該方法預先對格 架小室內壁進行柵格式劃分，然后利用圖像處理對拍攝每個柵格的圖像并進行橫向和縱向 拼接得到整根格架小室內壁的全景視圖，便于缺陷的檢測，解決了現有技術中的工業內窺 鏡由于視角狹窄不便全局查看、對比分析的問題。
[0048] 為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明 本發明的【具體實施方式】。
[0049] 如圖1所示，本發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），對每一截 面在360度范圍內進行多角度M(M為正整數）劃分。
[0051] 步驟S1中主要是對格架小室內壁進行柵格式劃分，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10米以上，格架小室的 橫截面一般為正方形。因此，可以根據格架具體的形狀尺寸決定如何進行柵格式劃分，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，為了使后續拍攝的照片比較統一，優選地，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進行圖像采集，在圖像采集的同 時進行圖像處理，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行圖像采集和圖像處理，得到整 根格架小室內壁的全景視圖，可以理解的是，在依次得到每根格架小室內壁的全景視圖之 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得到的格架小室內壁的全景視圖進行顯示，通常由外部 顯示設備對其進行顯示，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 壁是否有缺陷，包括腐蝕缺陷在內的一些可能存在的缺陷。可以理解的是，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 軟件對圖像進行分析，從而判斷缺陷。
[0056] 優選地，上述步驟S2中整根格架小室內壁的全景視圖（F)可按如下公式進行采集 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個數；m為每一截面在360度范圍內進行多角 度劃分后的劃分個數；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幅圖像構成了整根格架小室內壁的全景視圖。
[0060] 如圖2所示，是對步驟S2的進一步的詳細介紹，步驟S2包括以下子步驟：
[0061] S21、對第一截面N[l]的m幅圖像進行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像 依次進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，本發明也可以先對其它截面進行圖像采集， 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行圖像 采集。圖像采集完后，依次對m幅圖像依次進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域放在一起，便于后續分析時的對比。
[0063] S22、對第二截面N[2]的m幅圖像進行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像 依次進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幅圖像進行圖像采集，并對第i截面N[i]的 m幅圖像依次進行橫向拼接得到第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 采集方法進行采集，同樣也對其進行橫向拼接得到第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、圖像采集和處理結束，得到整根格架小室內壁的全景視圖。
[0069] 如圖3所示，是對上述步驟S21的進一步詳細的介紹，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 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] 在發電廠中的乏燃料儲存格架小室為細長形結構，每根格架小室的長度225mm，寬 度為225mm，高度為4285mm。運用上述方法先將格架小室進行柵格式劃分，本實施例優選地 將格架小室內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。而格架小室內壁分割成的多截面中每一截面在360度范圍內劃分成6份，每一份 為60度。根據上述公式可以算出整根格架小室的全景視圖由36X6 = 216幅圖像經過相 應的橫向拼接和縱向拼接而成。
[0075] 上述完整的格架小室內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。當檢測人員對整個格架小室內壁圖像進行分析時，可以對比某個格架小 室內壁區域周圍的圖像，更快地分析出哪個區域有缺陷，并且能夠得到缺陷區域的具體位 置。具體拼接過程和計算方法以及缺陷分析是現有技術，在此不做詳述。
[0076] 本發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] 設置單元1，用于根據格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一 截面在360度范圍內進行多角度（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，設置單元1將設置的多截面（Ν)和多角度（Μ)輸送給圖像采集單元2,圖像 采集單元2根據多截面Ν和多角度Μ進行圖像采集，圖像采集單元2將采集的圖像發給圖 像處理單元3,圖像處理單元3對圖像采集單元3采集的圖像進行橫向或縱向拼接，并將處 理完的整根格架小室內壁的全景圖像輸送給顯示單元4。
[0082] 進一步地，如圖5所示，圖像采集單元2包括用于拍攝格架小室內壁圖像的攝像模 塊21、用于驅動攝像模塊水平旋轉完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉模塊22、以及用于 帶動攝像模塊21在格架小室內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中圖像進行橫向拼接，并且 在每一截面的圖像橫向拼接后進行縱向拼接。
[0084] 優選地，在本實施例中，旋轉模塊22每次旋轉一相同的預設角度，該預設角度優 選為60度。因此，控制模塊24需要給步進電機一個預設的脈沖，使步進電機能夠驅動攝像 頭水平旋轉60度。
[0085] 優選地，在本實施例中，升降模塊23每次上下移動一相同的預設距離，該預設距 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，是本發明優選實施例的檢測裝置流程框圖。在檢測時，設置單元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 分割成6份，每份為60度，設置單元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再控制旋轉模塊22旋轉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再控制旋轉模塊22沿同一方向旋轉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 像和第二幅圖像進行橫向拼接，在圖像處理的同時，控制模塊24繼續控制旋轉模塊22完成 剩下的四次60度旋轉，相應地，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行縱向拼接得到第一縱向拼接圖像。
[0088] 重復地按照上述方式進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進行，若完成，則得到整根格架小室內壁的全景視圖， 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] 本實施例通過旋轉模塊22驅動攝像模塊21完成格架小室內壁四周的圖像拍攝， 同時通過升降模塊23完成整根格架小室內壁的圖像拍攝，可以完成格架小室內壁的全景 拍攝，解決了現有技術中的工業內窺鏡的視角有限，每次只能看到極為有限的小片區域，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，攝像機水平設置，使攝像頭可以垂直拍攝圖像。
[0091] 進一步地，如圖7所示，升降模塊23包括用于支撐旋轉模塊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（圖中未示出），其中，升降機可以 是PMC吊車。
[0092] 如圖7所示，支撐框架231外套設有用于保護攝像模塊21的透明護罩232,在透明 護罩232外設置有用于為攝像模塊31提供輔助照明的LED環燈233,并且支撐框架231通 過導向輪輻234可移動地抵接在格架小室內壁上，使整個圖像采集單元2更加穩定，解決了 現有技術中的工業內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，該導向輪輻234沿著格架小室內壁滑動。其中，透明護 罩232可以是玻璃等一些透明材料制成的護罩。
[0093] 檢測裝置通過纜繩235與外部的PMC吊車連接，通過PMC吊車實現上下移動，為 了使該檢測裝置在上下移動的過程中更加穩定，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，一端與檢測裝置連接，另一端與PMC吊車連接。圖7中在檢 測裝置上設置有4個導向輪輻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，旋轉模塊22可以采用步進電機，步進電機是將電脈沖信號轉變為 角位移或線位移的開環控制元件。只要給步進電機一個脈沖信號，步進電機即可把它轉變 為角位移。因此，可以通過步進電機帶動攝像模塊21進行水平旋轉。可以理解的是，旋轉 模塊22也可以是其它任何可驅動旋轉的裝置。攝像模塊21與格架小室內壁之間的夾角呈 90度，使拍攝時為垂直拍攝，改變了傳統內窺鏡斜視拍攝視角，便于后期查看分析。進一步 地，控制模塊24還具有對導向輪輻234進行定位的功能，當控制模塊24控制升降模塊23 下降每一截面時，控制模塊24還對導向輪輻234進行定位，在完成一個截面360度拍攝后， 控制模塊24再控制導向輪輻234沿格架小室內壁移動，直到到達下一截面的位置，控制模 塊24再對導向輪輻234進行定位。如此，使升降模塊23與格架小室內壁保持相對靜止的 狀態，使拍攝時更加穩定，得到的圖像質量更好。具體控制模塊24如何對導向輪輻234進 行定位可以采用現有技術中的常用定位方法，比如在導向輪輻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動以實現導向輪輻234的定位或釋放。
[0095] 綜上所述，實施本發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：通過旋轉模塊22驅動攝像模塊21完成橫向全景拍攝，改變傳統的內窺鏡斜 視拍攝視角，轉為攝像模塊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進行圖像的橫向和縱向拼接，在進行圖像自動拼接保存圖像的同時，可通過附 加的顯示器進行圖像顯示，相關圖像、視頻信息存儲后可進行人機界面、二次分析接口對其 進行進一步分析處理。該檢測裝置成像質量好，可實現全景視角圖像拍攝，可實時診斷或二 次處理，大大提高檢查的效率，促進系統在大修后盡早實現可用，同時在整體上可提升在役 核電機組的安全運行水平。
[〇〇96] 上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發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，本領域的普通技術人員 在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬于本發明的保護之內。
【權利要求】
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壁的缺陷，其 特征在于，包括以下步驟： 51、 根據格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面N(N為正整數），對每一截面在 360度范圍內進行多角度Μ(M為正整數）劃分； 52、 對步驟S1中分割的縱向多截面Ν和多角度Μ進行圖像采集，在圖像采集的同時進 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行顯示分析，判斷是否有缺陷。
2. 根據權利要求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個數;m為每一截面在360度范圍內進行多角度劃 分后的劃分個數；N[i]M[j]為第i個截面的第j幅圖像。
3. 根據權利要求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幅圖像進行圖像采集，并對第一截面N[l]的m幅圖像依次 進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幅圖像進行圖像采集，并對第二截面N[2]的m幅圖像依次 進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幅圖像進行圖像采集，并對第i截面N[i]的m幅 圖像依次進行橫向拼接得到第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. 根據權利要求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. 根據權利要求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個數η為36,所述多角度劃分后的劃分個數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： 設置單元，用于根據格架形狀尺寸，對格架高度縱向分割成多截面（N)，對每一截面在 360度范圍內進行多角度（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. 根據權利要求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壁圖像的攝像模塊、用于驅動所述攝像模塊水平 旋轉完成每截面多角度Μ圖像拍攝的旋轉模塊、以及用于帶動所述攝像模塊在格架小室內 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模塊沿水平方向進行多角度Μ旋轉以及 用于控制所述升降模塊在格架小室內向進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. 根據權利要求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中圖像進行橫向拼接，并且在每一截面的圖像 橫向拼接后進行縱向拼接。
9. 根據權利要求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； 所述支撐框架外套設有用于保護所述攝像模塊的透明護罩，所述透明護罩外設置有用 于為所述攝像模塊提供輔助照明的LED環燈，所述支撐框架通過導向輪輻可移動地抵接在 格架小室內壁上。
10. 根據權利要求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，所述旋轉模塊驅動所述攝像模塊在水平方向每次旋轉6次，每次旋轉60度，所述升 降模塊帶動所述攝像模塊在格架小室內連接向下移動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 優先權日:2014年7月15日
【發明者】鐘香斌, 張劍, 陸科峰, 汲大朋, 汪戰峰, 王剛, 郭均, 何乃兵, 張亞楠 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣核集團有限公司