[發(fā)明專利]一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210375127.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN114994080A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文軍;許江華;張志勇;倪軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州安脈盛智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/952
• 分類號(hào): G01N21/952;G01N21/88
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 施雨婧

1.一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，包括：

S1、采集燃料棒束頂端的端板表面圖像，對(duì)燃料棒進(jìn)行編碼定位；所述燃料棒束包括若干個(gè)燃料棒；

S2、根據(jù)端板表面圖像獲取燃料棒束的傾斜參數(shù)；

S3、根據(jù)傾斜參數(shù)對(duì)燃料棒束進(jìn)行調(diào)整，使燃料棒束處于垂直狀態(tài)；

S4、采集燃料棒束外環(huán)表面圖像，確定圖像中燃料棒的編碼以及表面缺陷位置；

S5、按照燃料棒的編碼順序逐一獲取燃料棒表面缺陷區(qū)域的輪廓點(diǎn)云圖像并分析確定缺陷等級(jí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述S1中包括以下步驟：

S11、實(shí)時(shí)采集燃料棒束頂端的端板表面圖像；

S12、根據(jù)端板表面圖像定位端板中心位置和端板表面的字符中心位置；

S13、計(jì)算端板中心到字符中心連線和圖像水平方向的夾角；

S14、計(jì)算每根燃料棒中心到端板中心連線和字符中心到端板中心連線的夾角；

S15、根據(jù)S13和S14計(jì)算得到的夾角對(duì)燃料棒進(jìn)行編碼定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述S2具體包括：將端板表面圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，以灰度圖像中水平軸方向和垂直軸方向分別等間隔求取灰度值的數(shù)值梯度，根據(jù)灰度圖像水平方向的梯度變化和垂直方向的梯度變化得到端板表面的傾斜角度和傾斜方向。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述S12中字符中心位置坐標(biāo)為端板表面圖像內(nèi)棒束字符區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)坐標(biāo)的平均值；端板中心位置坐標(biāo)(x₀，y₀)滿足其中x和y為像素點(diǎn)的空間坐標(biāo)，f(x，y)是像素點(diǎn)的灰度、亮度或強(qiáng)度，R代表圖像的區(qū)域，p和q分別代表行坐標(biāo)和列坐標(biāo)的次冪。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，根據(jù)弦長公式以端板中心位置和字符中心位置為兩端點(diǎn)計(jì)算這兩點(diǎn)連線的傾斜角從而得到端板中心到字符中心連線和圖像水平方向的夾角α；以同樣的方式計(jì)算任意一根燃料棒中心到端板中心連線與圖像水平方向的夾角θ_i，則任意一根燃料棒中心到端板中心連線和字符中心到端板中心連線的夾角為β_i＝θ_i-α。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述S4中包括以下步驟：

S41、燃料棒束按照燃料棒編碼順序方向轉(zhuǎn)動(dòng)；

S42、外環(huán)圖像采集模塊采集視野范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)燃料棒表面圖像；

S43、對(duì)燃料棒表面圖像進(jìn)行卡爾曼濾波處理；

S44、根據(jù)濾波后的燃料棒表面圖像獲取燃料棒表面缺陷位置和缺陷參數(shù)；

S45、根據(jù)燃料棒束轉(zhuǎn)動(dòng)的角度獲取對(duì)應(yīng)燃料棒的編碼。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述S5中包括以下步驟：

S51、缺陷3D采集模塊采集燃料棒表面缺陷區(qū)域的輪廓點(diǎn)云圖像；

S52、對(duì)輪廓點(diǎn)云圖像依次使用不同的邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行濾波處理；

S53、根據(jù)濾波處理后的輪廓點(diǎn)云圖像計(jì)算單位性矩陣模型，并計(jì)算相應(yīng)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

S54、在優(yōu)化得到最佳單位性矩陣模型后，以對(duì)應(yīng)的單位性矩陣模型的最小函數(shù)計(jì)算缺陷的三維尺寸數(shù)值并確定缺陷等級(jí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的方法，其特征在于，所述邊緣檢測(cè)算子包括Prewitt算子、Sobel算子和Roberts算子，所述單位性矩陣模型為按照長方陣列排列的復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)集合。

9.一種檢測(cè)圓柱形燃料棒束外環(huán)表面缺陷的裝置，適用于如權(quán)利要求1或2或4或8所述的方法，其特征在于，所述裝置包括：

視覺編碼模塊，用于采集燃料棒束頂端的端板表面圖像，對(duì)燃料棒進(jìn)行編碼定位；

圖像處理模塊，用于根據(jù)端板表面圖像獲取燃料棒束的傾斜參數(shù)；

調(diào)整模塊，用于根據(jù)傾斜參數(shù)對(duì)燃料棒束進(jìn)行調(diào)整，使燃料棒束處于垂直狀態(tài)；

外環(huán)圖像采集模塊，用于采集燃料棒束外環(huán)表面圖像，確定圖像中燃料棒的編碼以及表面缺陷位置；

缺陷3D采集模塊，用于按照燃料棒的編碼順序逐一獲取燃料棒表面缺陷區(qū)域的輪廓點(diǎn)云圖像并分析確定缺陷等級(jí)。