【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核燃料组件标识号检测，特别是涉及一种核燃料组件标识号自动检测装置和方法。
技术介绍
1、核燃料组件标识号中记录了核燃料组件从生产到退役的所有信息。目前核燃料组件标识号检验完全依靠人工检验，主要检验项目分为两大类：第一类是核燃料组件标识号外观的定性检验，主要包括核燃料组件标识号的内容、一致性、外观缺陷和字体类别；第二类是核燃料组件标识号尺寸的定量检验，主要包括核燃料组件标识号的宽度、深度、高度、字间距和位置。
2、但是人工检测操作繁琐，记录不便，速度慢，效率低，并且容易产生视觉疲劳导致误判和漏判。而且，核燃料组件上可能存在多个标识号，并处于正面、侧面、斜侧面等不同平面上，基于固定位相机的检测难以满足核燃料组件不同位置标识号的检测需求。
3、此外，由于核燃料组件标识号都是通过机器铣削或激光打标的去料加工方式刻在核燃料组件表面，相对核燃料组件底色缺乏明显区分度。传统视觉算法是通过2d相机拍照，无法获取到刻蚀深度信息，当刻蚀文字与底材区分度小时无法识别。因此传统视觉算法难以准确识别核燃料组件标识号。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是，提供一种核燃料组件标识号自动检测装置，解决核燃料组件标识号人工检测存在的操作繁琐、记录不便，速度慢，效率低，容易产生视觉疲劳导致误判和漏判的问题，实现核燃料组件标识号高效、准确的自动检测，记录所检的管座件号及其相对应的组件号，并形成相应的数据库，方便后期查询、核对。
2、本专利技术的目的之二是，提供一种
3、本专利技术的目的之三是，提供一种核燃料组件标识号自动检测装置，解决传统视觉算法存在的无法准确识别底色缺乏明显区分度的核燃料组件标识号的问题，实现核燃料组件标识号的准确识别。
4、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、一种核燃料组件标识号自动检测装置，包括：
6、机械装置，用于对核燃料组件进行机械定位，通过模型匹配确定核燃料组件标识号所在平面区域，带动检测装置移动至指定位置；
7、检测装置，安装在机械装置上，用于获取核燃料组件标识号区域图像和核燃料组件标识号三维点云并发送检测系统；
8、检测系统，用于接收检测装置发送的核燃料组件标识号区域图像和核燃料组件标识号三维点云信息，根据核燃料组件标识号区域图像对核燃料组件标识号的位置和几何尺寸进行检测，根据核燃料组件标识号三维点云信息对核燃料组件标识号的内容和深度进行检测。
9、进一步地，所述机械装置包括支座，以及安装在支架上的工业机器人；所述检测装置包括安装在工业机器人末端的支架，安装在支架上的相机，安装在相机上的镜头，安装在镜头上的光源，以及安装在支架上的3d线激光测量仪。
10、进一步地，检测装置获取核燃料组件标识号区域图像并发送检测系统，包括如下步骤：
11、工业机器人对核燃料组件进行机械定位，通过模型匹配确定核燃料组件标识号所在平面区域；
12、工业机器人带动末端检测装置移动至指定位置；
13、相机的镜头在光源下采集核燃料组件标识号区域图像并发送检测系统。
14、进一步地，检测系统接收相机发送的核燃料组件标识号区域图像，根据核燃料组件标识号区域图像对核燃料组件标识号的位置和几何尺寸进行检测，包括如下步骤：
15、通过文本检测算法检测核燃料组件标识号区域图像的文本区域，提取文本区域像素坐标；所述文本区域为长方形，所述文本区域像素坐标为文本区域四个顶点的像素坐标；
16、根据工业机器人的实时位姿，计算相机的外参矩阵；
17、根据相机的外参矩阵，结合标定获取的相机的内参矩阵，计算相机的投影矩阵；
18、根据相机的投影矩阵，结合机械定位核燃料组件标识号平面姿态，计算文本区域四个顶点在核燃料组件标识号平面上的位置，从而判断很燃料组件标识号的位置是否符合检验要求，所述位置精度在0.01mm；
19、根据文本区域四个顶点的像素坐标，计算文本区域的几何尺寸；所述几何尺寸包括高度和宽度；所述几何尺寸精度在0.01mm。
20、进一步地，检测装置获取核燃料组件标识号三维点云并发送检测系统，包括如下步骤：
21、工业机器人对核燃料组件进行机械定位，通过模型匹配确定核燃料组件标识号所在平面区域；
22、工业机器人带动末端检测装置移动至指定位置；
23、3d线激光测量仪对核燃料组件标识号表面进行扫描，获取核燃料组件标识号的三维点云信息并发送检测系统。
24、三维点云信息是3d线激光测量仪扫描核燃料组件标识号表面后获取的图像，图像中的每个点都包含x/y/z三种信息。
25、进一步地，检测系统接收3d线激光测量仪发送的核燃料组件标识号三维点云，根据核燃料组件标识号三维点云信息对核燃料组件标识号的内容和深度进行检测，包括如下步骤：
26、检测并提取核燃料组件标识号三维点云的平面，新建xyz坐标系；
27、旋转核燃料组件标识号三维点云使得核燃料组件标识号三维点云处于xy平面，z＝0；
28、根据核燃料组件标识号机械铣削或激光刻蚀加工的规定深度zr，设置阈值zθ＝zr/2；
29、提取核燃料组件标识号三维点云中所有深度大于zθ的三维点作为核燃料组件标识号文本点，其余三维点作为背景点；
30、计算所有核燃料组件标识号文本点的平均深度，作为核燃料组件标识号的深度，所述核燃料组件标识号的深度精度在0.005mm；
31、将所有核燃料组件标识号文本点投影至xy平面，形成核燃料组件标识号的平面投影；
32、通过文本检测算法对核燃料组件标识号的平面投影中的内容进行识别，判断核燃料组件标识号的一致性。
33、进一步地，所述支座由碳钢钢板焊接加工而成，表面镀镍，防止支座生锈；所述工业机器人为工业六轴机器人，实现末端旋转、下臂、上臂、手腕转动、手腕摆动和手腕回转共6个自由度动作，具有高灵活性；所述支架为不锈钢板钣金件；所述的相机为ccd工业相机；所述镜头为标准镜头，用于聚光，将目标成像在ccd工业相机图像传感器的光敏元件上；所述光源为标准环形光源，与镜头同轴安装，用于降低镜头阴影面积，提高图像对比度，实现大面积荧光照明；所述3d线激光测量仪表面钣金，通过柱面物镜将激光扩散为线激光后投射在目标表面形成漫反射，使反射光在ccd工业相机图像传感器上成像后，通过检测目标图像位置及形状的变化测量目标的位移和形状。
34、进一步地，所述支座与工业机器人通过四组螺栓连接；所述支座与工业机器人之间设有防松垫片，防止在震动中连接支座与工业机器人的螺栓松动，确保工业机器人与底座的相对位置保持固定不变；所述支架通过螺丝固定在工业机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述机械装置包括支座(1)，以及安装在支架(1)上的工业机器人(2)；所述检测装置包括安装在工业机器人(2)末端的支架(3)，安装在支架(3)上的相机(4)，安装在相机(4)上的镜头(5)，安装在镜头(5)上的光源(6)，以及安装在支架(3)上的3D线激光测量仪(7)。
3.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测装置获取核燃料组件标识号区域图像并发送检测系统，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测系统接收相机(4)发送的核燃料组件标识号区域图像，根据核燃料组件标识号区域图像对核燃料组件标识号的位置和几何尺寸进行检测，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述几何尺寸包括高度和宽度。
6.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测装置获取核燃料组件标识号三维点
7.根据权利要求6所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测系统接收3D线激光测量仪(7)发送的核燃料组件标识号三维点云，根据核燃料组件标识号三维点云信息对核燃料组件标识号的内容和深度进行检测，包括如下步骤：
8.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述支座(1)由碳钢钢板焊接加工而成，表面镀镍；所述工业机器人(2)为工业六轴机器人；所述支架(3)为不锈钢板钣金件；所述的相机(4)为CCD工业相机；所述镜头(5)为标准镜头；所述光源(6)为标准环形光源，与镜头(5)同轴安装；所述3D线激光测量仪(7)表面钣金。
9.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述支座(1)与工业机器人(2)通过四组螺栓连接；所述支座(1)与工业机器人(2)之间设有防松垫片；所述支架(3)通过螺丝固定在工业机器人(2)末端；所述相机(4)上设有欧标C槽，所述镜头(5)螺纹连接在欧标C槽内。
10.一种核燃料组件标识号自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述机械装置包括支座(1)，以及安装在支架(1)上的工业机器人(2)；所述检测装置包括安装在工业机器人(2)末端的支架(3)，安装在支架(3)上的相机(4)，安装在相机(4)上的镜头(5)，安装在镜头(5)上的光源(6)，以及安装在支架(3)上的3d线激光测量仪(7)。
3.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测装置获取核燃料组件标识号区域图像并发送检测系统，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测系统接收相机(4)发送的核燃料组件标识号区域图像，根据核燃料组件标识号区域图像对核燃料组件标识号的位置和几何尺寸进行检测，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，所述几何尺寸包括高度和宽度。
6.根据权利要求2所述的核燃料组件标识号自动检测装置，其特征在于，检测装置获取核燃料组件标识号三...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾才垚，柳莉，杜兵，尹富斌，陈仲权，李晨欣，余畅，向勃，李平，肖能飞扬，张学容，葛鉴，郭泳涛，张丽红，曹芹，彭瑶瑶，蒋文峰，刘瑜哲，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。