燃料管道检测装置对中系统及方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种燃料管道检测装置对中系统及方法。

背景技术

核电站燃料管道服役过程中会发生磨损、形变、吸氢和材料性能变化，为充分保障核安全，必须定期对管道执行无损检测工作，将专用检测装置与压力管管口精准对接，对燃料管道内壁实施检查确认安全状态。

在实施管道内部无损检测过程中，被检对象与管道对接作业受环境光照、空间尺寸狭窄以及高辐照等客观条件限制，常规手段很难实现精准快速自动对接，人工操作极易承受较高剂量且无法长时间工作；普通视觉观测及测量方法，无法将对接中心偏移状态快速转换为检测装置运动轴调整，实时性能较差。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种燃料管道检测装置对中系统及方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种燃料管道检测装置对中系统，所述系统包括模板生成工具、样本定位工具、样本测量集成数据文件、任务管理模块、运动策略生成模块、模板生成工具；

模板生成工具用于获取规范化对中模板数据；

样本定位工具用于针对待对接对象图片样本进行中心点定位；

样本测量集成数据文件用于记录执行测量所需基础信息及后续计算校验相关信息，每份样本测量集成数据文件中包括单项或多项记录；

任务管理模块用于实现基础数据载入、样本测量任务信息生成；

运动策略生成模块用于通过解析样本综合计算模块生成的定位结果信息，执行运动装置各驱动模组的运动轴编码信息转换，形成运动轴编码信息向量V

在一种可能的实现方式中，样本定位工具包括数据加载子模块、样本转换子模块、结果反馈子模块；

数据加载子模块用于读取待测量样本，生成样本数据向量V

样本转换子模块用于读取样本数据信息向量V

结果反馈子模块用于加载特征数据矩阵M

在一种可能的实现方式中，每份样本测量集成数据文件结构包括：文件索引向量V

文件索引向量V

测量对象信息向量V

样本原始信息向量V

样本原始文件存储矩阵M

样本测量结果信息向量V

测量结果-运动位移匹配信息存储矩阵M

在一种可能的实现方式中，任务管理模块包括：模板生成工具调用接口、基础数据信息库、任务信息库、数据传输子模块；

样本采集模块用于调用视觉采集设备生成图像文件，通过使用文件校正加载子模块对采集图像文件进行手动及自动校正操作，将校正后图像文件及信息数据通过SMIDF文件访问接口存放至SMIDF文件，供样本综合计算模块调用；样本采集模块模块包括：视觉设备访问接口、文件校正加载子模块、SMIDF文件访问接口、数据传输子模块；

样本综合计算模块，用于通过SMIDF文件访问接口解析获取样本图片文件及配套信息，调用样本定位工具及模板对比子模块执行LBP变换、特征点比对及多分辨移动相似处理，最终将计算获取定位结果信息规范化装配；

样本综合计算模块包括：SMIDF文件访问接口、SMIDF文件校验子模块、模板比对子模块、样本定位工具调用接口、计算过程数据存储向量V

在一种可能的实现方式中，模板生成工具包括：模板信息集成子模块、参数配置子模块、图像变换子模块、特征数据生成子模块；

模板信息集成子模块用于对输入的待测文件及所属信息进行解析及装配，生成模板数据信息向量V

参数配置子模块用于读取模板数据信息向量V

图像变换子模块用于基于模板计算参数向量V

特征数据生成子模块用于基于变换完成结果矩阵M

根据本公开实施例的另一方面，提供一种燃料管道检测装置对中方法，所述方法包括：

步骤1，生成对中模板，包括：

步骤1.1，图像及信息加载：调用模板生成工具(TGT)内的模板信息集成子模块，对输入的待测文件及信息执行解析、装配，生成供后续计算步骤使用的模板数据信息向量V

步骤1.2，灰度转换：基于模板数据信息向量V

步骤1.3，LBP计算：对灰度转换后待测文件图像元素执行LBP计算，生成变换完成结果矩阵M

步骤1.4，模板特征数据生成：针对基于变换完成结果矩阵，执行中心点计算、结构特征点标记操作，生成特征数据矩阵M

步骤2，构建任务，包括：

步骤2.1，基础数据载入：TM(任务管理)模块从基础数据信息库载入当前任务所需基础数据；

步骤2.2，任务信息生成：将特征数据矩阵M

步骤2.3，任务信息存储/调用：任务信息存放至任务信息库，可通过数据传输子模块对任务信息执行外部发送供样本采集模块调用；

步骤3，计算对中测量结果，包括：

步骤3.1，样本图像采集：使用样本采集模块，通过设备访问接口调用视觉采集设备获取图像文件；

步骤3.2，图像校正：调用样本采集模块文件校正加载子模块对采集图像文件进行手动及自动校正操作，校正后图像文件及信息数据通过SMIDF文件访问接口存放至SMIDF文件；

步骤3.3，图像LBP处理：使用样本综合计算模块通过SMIDF文件访问接口解析获取校正后样本图片文件及配套信息，调用样本定位工具及模板对比子模块，执行LBP变换；

步骤3.4，图像特征点比对处理：对LBP处理后图像，调用样本定位工具及模板对比子模块执行特征点比对计算；

步骤3.5图像多分辨移动相似计算：对图像特征点比对处理后图像，调用样本定位工具执行多分辨移动相似处理计算，获取定位结果信息；

步骤3.6，计算结果存储：将LBP处理、特征点比对及多分辨移动相似计算后图像定位结果信息规范化装配后通过SMIDF文件访问接口存入SMIDF文件；

步骤4，生成对中调整运动策略，包括：

步骤4.1，对中定位信息解析：使用运动策略生成模块(MSG)，通过SMIDF文件接口访问样本测量结果信息向量V

步骤4.2，运动轴编码转换生成：基于解析后定位结果信息，使用运动策略生成模块(MSG)运动装置编码生成子模块执行各运动轴目标编码信息转换，将转换后目标编码信息与轴运动方向、轴运动速率等运动参数装配，形成运动轴编码信息向量V

步骤4.3，运动轴编码信息导出：通过数据传输子模块，完成运动轴编码信息向量实时传输；可选导出运动轴编码信息向量。

本公开的有益效果在于：本公开的燃料管道检测装置对中系统采用基于特征图像比对的计算机视觉方法，在功能模块中封装测量样本原图灰度化、LBP转换及多分辨移动相似处理等计算方法，获取与特征图像相比较偏移值并生成实际待移动编码值，实现对中操作自动化。有效减少高辐照工况对操作人员影响、提升燃料管道无损检测工作自动化程度。目前该方法功能模块已部署于相关核电站压力管在役检查装置中。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种燃料管道检测装置对中系统的框图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种燃料管道检测装置对中方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本公开针对测量过程和数据特点进行分析，传统视觉处理方法功能集成度低且与运动装置耦合度不足。本发明将对中过程自动化，围绕模板生成工具(TGT，TemplateGenerating Tool)、样本定位工具(SLT，Sample Locating Tool)和样本集成数据文件(SIDF，Sample Measure Integrated Data File)等关键技术，形成了覆盖全套流程任务管理模块(TM，Task Management)、文件校正加载模块(FCL，File Calibration Loading)、样本采集模块(SG，Sample Grabbing)、样本综合计算模块(SSC，Sample SyntheticCalculating)以及运动策略生成模块(MSG，Motion Strategy Generating)。

图1是根据一示例性实施例示出的一种燃料管道检测装置对中系统的框图，如图1所示，模板生成工具用于获取规范化对中模板数据，模板生成工具包括：模板信息集成子模块、参数配置子模块、图像变换子模块、特征数据生成子模块；

模板信息集成子模块用于对输入的待测文件及所属信息进行解析及装配，生成模板数据信息向量V

参数配置子模块用于读取模板数据信息向量V

图像变换子模块用于基于模板计算参数向量V

特征数据生成子模块用于基于变换完成结果矩阵M

如图1所示，样本定位工具用于针对待对接对象图片样本进行中心点定位，样本定位工具包括数据加载子模块、样本转换子模块、结果反馈子模块；

数据加载子模块用于读取待测量样本，生成样本数据向量V

样本转换子模块用于读取样本数据信息向量V

结果反馈子模块用于加载特征数据矩阵M

样本测量集成数据文件用于记录执行测量所需基础信息及后续计算校验相关信息，每份样本测量集成数据文件中包括单项或多项记录；如图1所示，每份样本测量集成数据文件结构包括：文件索引向量V

文件索引向量V

测量对象信息向量V

样本原始信息向量V

样本原始文件存储矩阵M

样本测量结果信息向量V

测量结果-运动位移匹配信息存储矩阵M

如图1所示，任务管理模块(TM)，用于实现基础数据载入、样本测量任务信息生成；任务管理模块包括：模板生成工具调用接口、基础数据信息库、任务信息库、数据传输子模块。

如图1所示，样本采集模块(SG)，用于调用视觉采集设备生成图像文件，通过使用文件校正加载子模块对采集图像文件进行手动及自动校正操作，将校正后图像文件及信息数据通过SMIDF文件访问接口存放至SMIDF文件，供样本综合计算模块(SSC)调用；样本采集模块(SG)模块包括：视觉设备访问接口、文件校正加载子模块、SMIDF文件访问接口、数据传输子模块。

样本综合计算模块(SSC)，用于通过SMIDF文件访问接口解析获取样本图片文件及配套信息，调用样本定位工具(SLT)及模板对比子模块执行LBP变换、特征点比对及多分辨移动相似处理，最终将计算获取定位结果信息规范化装配；样本综合计算模块(SSC)包括：SMIDF文件访问接口、SMIDF文件校验子模块、模板比对子模块、样本定位工具调用接口、计算过程数据存储向量V

如图1所示，运动策略生成模块(MSG)用于通过解析样本综合计算模块生成的定位结果信息，执行运动装置各驱动模组的运动轴编码信息转换，形成运动轴编码信息向量V

本公开的将计算机视觉分析所必需的测量对象信息、样本原始信息及文件等集成至对应的数据结构中，整合形成SMIDF文件，系统通过任务管理模块调用模板生成工具发起任务，从SMIDF文件中获取信息，依次通过样本采集模块、样本综合计算模块配合使用SLT工具以及运动策略生成模块，实现测量结果的生成和运动轴编码转换。图2是根据一示例性实施例示出的一种燃料管道检测装置对中方法的流程图，如图2所示，所述方法包括：

步骤1，生成对中模板，包括：

步骤1.1，图像及信息加载：调用模板生成工具(TGT)内的模板信息集成子模块，对输入的待测文件及信息执行解析、装配，生成供后续计算步骤使用的模板数据信息向量V

步骤1.2，灰度转换：基于模板数据信息向量V

步骤1.3，LBP计算：对灰度转换后待测文件图像元素执行LBP计算，生成变换完成结果矩阵M

步骤1.4，模板特征数据生成：针对基于变换完成结果矩阵，执行中心点计算、结构特征点标记操作，生成特征数据矩阵M

步骤2，构建任务，包括：

步骤2.1，基础数据载入：TM(任务管理)模块从基础数据信息库载入当前任务所需基础数据；

步骤2.2，任务信息生成：将特征数据矩阵M

步骤2.3，任务信息存储/调用：任务信息存放至任务信息库，可通过数据传输子模块对任务信息执行外部发送供样本采集模块(SG)调用。

步骤3，计算对中测量结果，包括：

步骤3.1，样本图像采集：使用样本采集模块(SG)，通过设备访问接口调用视觉采集设备获取图像文件；

步骤3.2，图像校正：调用样本采集模块(SG)文件校正加载子模块对采集图像文件进行手动及自动校正操作，校正后图像文件及信息数据通过SMIDF文件访问接口存放至SMIDF文件；

步骤3.3，图像LBP处理：使用样本综合计算模块(SSC)通过SMIDF文件访问接口解析获取校正后样本图片文件及配套信息，调用样本定位工具(SLT)及模板对比子模块，执行LBP变换；

步骤3.4，图像特征点比对处理：对LBP处理后图像，调用样本定位工具(SLT)及模板对比子模块执行特征点比对计算；

步骤3.5图像多分辨移动相似计算：对图像特征点比对处理后图像，调用样本定位工具(SLT)执行多分辨移动相似处理计算，获取定位结果信息；

步骤3.6，计算结果存储：将LBP处理、特征点比对及多分辨移动相似计算后图像定位结果信息规范化装配后通过SMIDF文件访问接口存入SMIDF文件。

步骤4，生成对中调整运动策略，包括：

步骤4.1，对中定位信息解析：使用运动策略生成模块(MSG)，通过SMIDF文件接口访问样本测量结果信息向量V

步骤4.2，运动轴编码转换生成：基于解析后定位结果信息，使用运动策略生成模块(MSG)运动装置编码生成子模块执行各运动轴目标编码信息转换，将转换后目标编码信息与轴运动方向、轴运动速率等运动参数装配，形成运动轴编码信息向量V

步骤4.3，运动轴编码信息导出：通过数据传输子模块，完成运动轴编码信息向量实时传输；可选导出运动轴编码信息向量(CSV文本或XML)。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。