[發明專利]基于雙光相機的核廢物檢測分揀系統及方法

有效

• 申請號: 202111144641.0
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113751365B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 單毛毛;張靜;劉滿祿;王姮;霍建文;祝會龍;田鳳蓮;段淇昱;蘭慧娟;石繁榮
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/36;B07C5/38
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

1.一種基于雙光相機的核廢物檢測分揀方法，一種基于雙光相機的核廢物檢測分揀系統，包括紅外熱像儀(1)、抓取裝置(2)、機械臂(3)、可燃分類容器(4)、傳送帶(5)、過零點檢測開關(6)和不可燃燒分類容器(8)；

其中，所述過零點檢測開關(6)設置于安裝有所述傳送帶(5)的傳送機中部，所述紅外熱像儀(1)設置于核廢料正上方1米的位置，所述機械臂(3)通過基座設置于距離核廢料20厘米的位置，并與所述抓取裝置(2)連接，所述可燃分類容器(4)設置于所述機械臂(3)的右側，所述不可燃燒分類容器(8)設置于傳送帶的側邊；

所述抓取裝置(2)中設置有深度相機(7)，所述深度相機(7)設置于所述抓取裝置(2)的正中心位置；

其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過紅外熱像儀(1)采集核廢物的第一熱輻射圖像，并對其進行去噪得到第一灰度圖，根據所述第一灰度圖生成第一差值平均梯度圖像；

S2、通過最小二乘法擬合第一差值平均梯度圖像的像素點的像素值與溫度變化速率的線性關系，并根據擬合結果得到第一粗略區域集合；

S3、通過聚類的方法處理第一粗略區域集合，得到第一區域；

S4、通過紅外熱像儀(1)采集核廢物的第二熱輻射圖像，根據所述第二熱輻射圖像得到第二差值平均梯度圖像，并通過最小二乘法和聚類的方法，得到第二區域；

S5、將第二區域與第一區域對比并取相同區域，得到分割區域；

S6、基于卷積神經網絡訓練出的抓取模型，通過將分割區域輸入抓取模型，控制抓取裝置(2)進行抓取核廢物，完成核廢物的分揀。

2.根據權利要求1所述的基于雙光相機的核廢物檢測分揀方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述核廢物的第一熱輻射圖像包括t時刻的熱輻射圖像和t+5時刻的熱輻射圖像，所述第一灰度圖包括t時刻的灰度圖和t+5時刻的灰度圖；

所述步驟S1包括以下分步驟：

S11、通過紅外熱像儀(1)采集t時刻的熱輻射圖像和t+5時刻的熱輻射圖像，并對其進行去噪轉變為t時刻的灰度圖和t+5時刻的灰度圖；

S12、將t+5時刻的灰度圖減去t時刻的灰度圖，并將做差結果除以5，得到第一差值平均梯度圖像。

3.根據權利要求1所述的基于雙光相機的核廢物檢測分揀方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下分步驟：

S21、通過紅外熱像儀(1)讀出第一差值平均梯度圖像中每個像素點的溫度值，并根據采集第一熱輻射圖像的間隔時間得到每個像素點的溫度變化速率；

S22、讀出第一差值平均梯度圖像中每個像素點的像素值；

S23、通過最小二乘法擬合第一差值平均梯度圖像中每個像素點的像素值和溫度變化速率的關系，得到每個像素點對應的斜率a和偏置b，進而得到每個擬合溫度變化的像素值平均變化速率；

其中，最小二乘法的表達式具體為：

式中，f(x_i)為擬合溫度變化的像素值平均變化速率，x_i為第i個像素點的像素值，其中i為像素點的序號，i＝1,2,…n，n為像素點的總數；y_i為第一差值平均梯度圖像中第i個像素點的溫度值，為誤差；

其中，擬合溫度變化的像素值平均變化速率的具體表達式為：

f(x_i)＝ax_i+b

S24、將擬合溫度變化的像素值平均變化速率突變的部分作為分界線劃分所述第一差值平均梯度圖像，將擬合溫度變化的像素值平均變化速率相同的部分劃分為同一個區域，生成若干第一粗略區域，并將其作為第一粗略區域集合。