本发明专利技术公开了一种基于遥操作装置的放射性污染源定位系统及方法，该放射性污染源定位系统包括定位设备、定位通信设备、后台通信设备、工作站、定位设备控制手柄；定位通信设备通过通信线缆与后台通信设备连接。该放射性污染源定位方法首先控制机器人进入核辐射现场通过激光测距仪、云台、探测相机和伽玛相机寻找污染区域，并对污染区域和污染源进行定位；在卸载伽玛相机后，控制机器人再次进入核辐射现场，通过激光测距仪、云台、探测相机和工作站对污染区域和污染源重定位，并对重定位的污染源进行去污作业。该放射性污染源定位系统及方法在有效保护伽玛相机的同时，通过定位和重定位精确确定污染区域和污染源，辅助机器人有效执行去污作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性物质探测
，涉及移动机器人、激光测距、图像处理等多种技术，具体涉及一种。
技术介绍
在核安全、核废物处置和核事故应急处理过程中，为妥善处置放射性污染源并恢复现场到安全状态，必须首先发现并定位放射性污染源，之后再对污染源进行去污作业，也就是在机器人身上安装上去污工具后，把具有放射性的物体从某个位置取出，并对放射性的物体进行密封、转移和储存。但在很多情况下，放射性污染源的准确位置和数量事先未知，这给安全可靠的污染源处理工作带来很大的困难。如果找不到这些未知的放射源并及时地进行处理，那么周边的自然环境将面临极大的安全隐患，危及人类的生产和生活。另夕卜，核废物处置和核事故应急处理现场一般处于较大的地理区域，要求放射源的定位方法适合便携式，并支持无人操作。目前，国内外市场的放射源定位装置较多，应用也比较广泛。一类是对已知放射源进行定位的产品，通过在放射源某部位安装信号发送装置，然后采用无线通信的方式定位放射源；比如，申请号201120161938. 3和200920094347. I专利提到的装置；显然，这些不适用于定位未知放射源。另一类是对未知或者不确定放射源进行定位的产品，通过安装射线探测器件来发现放射源。其传统产品可对射线进行简单的探测，并报告所处位置的辐射剂量信息，但不能找到放射源的准确方位。为解决该问题，出现了一些可定位放射源的装置。比如，申请号200710308543. X专利提到了一种能定位放射源的装置，根据两次探测信号的差值确定放射源方位，但其手持式操作方法不适合无人操作。为支持移动的无人探测，出现了一些基于移动机器人的放射性探测系统。比如，美国FORSTER-MILLER公司研制的TALON型遥操作机器人，法国INTRA集团开发的ERASE型机器人等。在国内，申请号200810156538. 6和201010172517. O专利也提到了类似的产品，实现了放射性探测功能，但对如何准确定位放射源的问题并未做进一步设计。另外，在诸多放射性探测仪器中，伽玛相机利用光学成像原理合成放射源的伽玛能谱分布图像，是放射源定位的很好选择。但伽玛相机通常被固定安装在某处，对放射源进行测量分析，其移动和使用不够灵活。申请号201010159760. 9专利提到了可搭载伽玛相机的移动机器人，扩展了伽玛相机的应用场合。但是，核废物处置或者核应急处理现场的作业环境非常恶劣，如强烈的振动、浓密的尘埃、飞溅的碎片等等。如果机器人直接携带伽玛相机定位放射源、现场作业可能危及精密而且昂贵的伽玛相机，造成很大的经济损失并耽误现场工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供一种，不仅可以对未知放射性污染源进行准确定位，而且在卸载伽玛相机的情况下仍能对放射性污染源进行重新定位，从而控制机器人执行核废物处置和核事故应急处理作业，避免伽玛相机因保护不当而被破坏的可能。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是提供一种基于遥操作装置的放射性污染源定位系统，包括定位设备、定位通信设备、后台通信设备、工作站、定位设备控制手柄；所述定位通信设备通过通信线缆与后台通信设备连接；其特征在于所述定位设备包括云台、激光测距仪、探测相机和伽玛相机；所述云台和激光测距仪均与定位通信设备的串口服务器相连接；所述探测相机与定位通信设备的视频服务器连接；所述伽玛相机与定位通信设备的伽玛图像采集器连接；所述视频服务器、串口服务器和伽玛图像采集器均与交换机连接；所述工作站与后台通信设备连接。所述工作站包括电脑主机和显示屏；所述电脑主机设置有定位模块和重定位模块；所述定位模块包括观察点坐标测量模块；所述重定位模块包括污染源轮廓生产模块。所述云台上设置有铅屏蔽罩和伽玛相机安装支架；所述激光测距仪和探测相机叠放在一起设置在铅屏蔽罩内；所述伽玛相机设置在伽玛相机安装支架内部。所述后台通信设备包括交换机。一种基于遥操作装置的放射性污染源定位方法，包括以下步骤A、在机器人身上安装定位设备、定位通信设备、电源和线缆；B、机器人进入核辐射现场；C、定位，通过定位设备，对污染区域和污染源进行定位；D、机器人退场；机器人完成探测任务后，退出核辐射现场；E、卸载伽玛相机，并安装去污工具；机器人退出核辐射现场后，将云台上的伽玛相机卸载下来，并在机器人身上安装上放射物去污工具；F、重定位，安装上去污工具的机器人重新进入核辐射现场通过定位设备，对污染区域和污染源重定位；G、机器人去污作业；机器人根据定位设备重定位的污染区域和污染源，开始对核辐射污染物进行去污处理；H、继续，工作人员根据定位的污染区域判断是否继续控制机器人去污作业，若继续去污作业返回步骤F ;若不继续去污作业则进入步骤I ;I、机器人退场，机器人完成去污作业后，退出核辐射现场。上述步骤A中，优选的实施方式是在机器人身上搭载一个台式支架，然后利用固定螺钉将云台固定在台式支架上，再在铅屏蔽罩内安装激光测距仪和探测相机，在伽玛相机安装支架内安装伽玛相机；同时把定位通信设备、激光测距仪电源、探测相机电源、伽玛相机电源和隔离变压器固定在一个铅层屏蔽的电气箱内，并将电气箱挂在机器人身上；激光测距仪电源、探测相机电源、伽玛相机电源均与隔离变压器连接；将机器人通信线缆和机器人电源线缆接入电气箱箱体内，机器人通信线缆与定位通信设备的交换机连接；机器人电源线缆接入隔离变压器；定位通信设备的交换机通过通信线缆与后台通信设备的交换机连接。上述步骤C包括以下分步骤 Cl、通过伽玛相机观察辐射环境；机器人在核辐射现场通过伽玛相机观察周围辐射环境，并判断是不是污染区域；若是污染区域进入步骤C2 ;若不是污染区域，机器人通过伽玛相机继续观测；C2、污染区域定位，利用伽玛相机找到污染源后，以机器人身上的定位设备的几何中心为观察点，并以观察点为原点建立局部极坐标系，利用云台、激光测距仪和探测相机测量空间信息和污染区域图像；在现场寻找一特征点，利用云台和激光测距仪分别测量这个特征点相对于观察点的转角及观察点到这个特征点的距离，利用探测相机采集污染区域图像，并以这个特征点为原点建立全局直角坐标系；在全局直角坐标系的三条轴线上寻找三个特征点，并利用云台和激光测距仪测量三个特征点相对于观察点的转角及观察点到三个特征点的距离；视频服务器和串口服务器将污染区域图像及四个特征点的空间信息传送给定位通信设备的交换机转换数据后通过通信线缆传送给后台通信设备，后台通信设备的交换机将污染区域图像及四个特征点的空间信息转换后传送给工作站； C3、污染源定位，利用伽玛相机采集无辐射剂量信息的伽玛图像和有辐射剂量信息的伽玛图像，伽玛图像采集器将上述伽玛相机采集的图像数据信息传送给定位通信设备的交换机转换后通过通信线缆传送给后台通信设备，后台通信设备的交换机将上述伽玛相机采集的图像数据信息转换后传送给工作站；工作站将步骤C2得到的污染区域图像及四个特征点的空间信息整合利用观察点坐标测量模块确定观察点在全局直角坐标系下的坐标即观察点坐标(X，Y，Z);由于在步骤C2中找到污染源后，机器人是静止不动的，因此观察点坐标(X，Y，Ζ)确定后，污染源的几何方位也即确定；C4、继续，工作人员根据辐射现场的情况判断是否继续控制机器人探测新的污染区域，若本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张华，肖宇峰，王姮，李磊民，刘满禄，杨涛，张江梅，姜军，冯杰，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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