一种实现丛林式分布的贯穿件全运动视频监控装置的制作方法

本实用新型涉及一种反应堆压力容器顶盖丛林式分布的贯穿件全运动视频监控装置，尤其适用于对顶盖贯穿件进行内壁超声和涡流等无损检验方法检测时，对检测设备的精确定位和运动视频监控。

背景技术：

反应堆压力容器顶盖1在进入在役阶段后由于受辐照后会存在很高的放射性而变成红区，人员无法直接停留在反应堆压力容器顶盖1下方。因此反应堆压力容器顶盖1仪表测量管堆焊管座、管座焊缝及CRDM焊缝检查从内部实施无损检验的在役检验时必须采用各种自动检验方法进行检验。自动检验方法的实现一般需借助运载平台6、自动检验设备2、检验探头11及附属系统等检验装备组成。

在自动检验时，反应堆压力容器顶盖1会存放于顶盖存放区的生物屏蔽圈3上，在反应堆压力容器顶盖1放置于生物屏蔽圈3上，反应堆压力容器顶盖1与生物屏蔽圈3之间形成了一个密封环境，且生物屏蔽圈3上的两扇活动门会处于关闭状态，除小型设备外人员禁止进入

检验装备在进入反应堆压力容器顶盖1下时检验人员无法通过人眼直接观察到装备的状态和位置，而此时反应堆压力容器顶盖1内部待检部件形成一个丛林状分布的区域。其中自动检验设备2必须通过运载平台6的移动进入直径为101.6mm的CRDM贯穿件5和最小直径为33.4mm的排气管4，同时在采用无损检验方法时必须将检验探头11和贯穿件紧密贴合，故需要将运载平台6、自动检验设备2在无检验人员直接干涉的情况下精准无误的运送到待检贯穿件正下方，详见图1。

为此，需要开发一套实现丛林式分布的贯穿件全运动视频监控装置及方法，以配合检验装备高效安全的完成检验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种实现丛林式分布的贯穿件全运动视频监控装置，能够实现丛林式分布的贯穿件全运动视频监控及辅助精确定位功能。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种实现丛林式分布的贯穿件全运动视频监控装置，包括超广角摄像头、PTZ摄像头、检验探头、摄像头组和板卡级摄像头；运载平台周围安装四台超广角摄像头；两台PTZ摄像头安装于运载平台前端和末端；自动检验设备固定在运载平台的前端，在自动检验设备的两侧支架上各安装一个检验探头，同时摄像头组在自动检验设备的两侧支架上分别以不同的固定角度朝向检验探头安装；在自动检验设备的顶端斜对角位置对称分布两个板卡级摄像头。

所述的超广角摄像头视场角至少170°，焦距为5mm，光圈大于F1.4，分辨力至少130万像素。

所述的PTZ摄像头分辨率为200万像素，焦距为2.8mm-12mm，水平运动范围0°-350°，水平视场25°-100°，垂直运动范围0°-90°，POE供电，至少16倍数字变倍，支持自动和手动对焦模式。

所述的摄像头组视场角为70°，至少10倍光学变倍，工作距离最小为100mm，POE供电，支持自动和手动对焦模式。

所述的板卡级摄像头分辨率不小于130万像素，焦距为8mm-12mm，最小工作距离为100mm，体积不大于20mm×20mm×40mm，使用标准网线或者USB接口传输信号。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型采用多个超广角摄像头，利用图像拼接和畸变矫正技术，实现运载平台在封闭的环境中的监控，经过图像处理后得到一幅运载平台周围的全景俯瞰图；使用多个PTZ摄像头配合，实现对自动检验设备在CRDM贯穿件间隙之间运动的实时监控；采用点式分布的摄像头组，以固定角度对检验探头贴合细节监视和全部运动状态进行监视；采用板卡级摄像头对自动检验设备进入CRDM贯穿件和排气管中进行监视；通过对板卡级摄像头获取的图像进行图像识别，完成自动检验设备与CRDM贯穿件的精确对中，以辅助自动检验设备精确进入CRDM贯穿件中。

附图说明

图1：压力容器顶盖贯穿件示意图

图2：运载平台监控安装及视野分析图

图3：PTZ监控方案和视角区域示意图

图4：检验设备运动实时监控示意图

图5：精确定位监控方案示意图

图中：1、反应堆压力容器顶盖；2、自动检验设备；3、生物屏蔽圈；4、排气管；5、CRDM贯穿件；6、运载平台；7、超广角摄像头；8、全景监控视角区域；9、PTZ视角区域；10、PTZ摄像头；11、检验探头；12、检验区域；13、摄像头组；14、板卡级摄像头；15、对中图像。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1—5所示，为实现对丛林式分布贯穿件中运动的自动检验设备2进行视频监控，需要将视频监控系统、视频采集系统、影像传输系统、图像识别系统、运动反馈与控制系统、显示与控制系统有效集成。

在运载平台6周围安装四台超广角摄像头7，远程控制人员能实时查看运载平台6的状态，从而实现对运载平台6运动时的全景监控。两台PTZ摄像头10安装于运载平台6前端和末端，朝上查看压力容器顶盖贯穿件，实现对自动检验设备2在丛林式贯穿件中的运动状态的监控具体布置和视角区域9，详见图3。自动检验设备2固定在运载平台6的前端，在自动检验设备2的两侧支架上各安装一个检验探头11，同时摄像头组13在自动检验设备2的两侧支架上分别以不同的固定角度朝向检验探头11安装，实时查看检验探头11在检验区域12的运动状态实现无损检验局部监控。在自动检验设备2的顶端斜对角位置对称分布两个板卡级摄像头14，当自动检验设备2接近CRDM贯穿件5时，图像系统对板卡级摄像头14的信号通过各种运算以提取目标特征，进而根据判别的结果来控制现场的运载平台6动作，进而将自动检验设备2准确的送入CRDM贯穿件5中，实现自动检验设备2的精确定位功能。

所述超广角摄像头7视场角为至少170°，焦距为5mm，光圈大于F1.4，分辨力至少130万像素。所述PTZ摄像头10，分辨率为200万像素，焦距为2.8mm-12mm，水平运动范围0°-350°，水平视场25°-100°，垂直运动范围为0°-90°，POE供电，至少16倍数字变倍，支持自动和手动对焦模式。所述摄像头组13视场角为70°，至少10倍光学变倍，工作距离最小为100mm，POE供电，支持自动和手动对焦模式。所述板卡级摄像头14分辨率为不小于130万像素，焦距为8mm-12mm，最小工作距离为100mm，体积不大于20mm×20mm×40mm，使用标准网线或者USB接口传输信号。

运载平台6周围的景物通过超广角摄像头7镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中进行图像拼接、畸变矫正处理，如此将多路视频影像处理成一幅运载平台6周边360°的俯视图，再通过网络接口传输到视频服务器，进一步通过显示器展示给控制人员。远程控制人员能实时查看运载平台6周围的广阔视野区域8，通过云台控制PTZ摄像头10的旋转、俯仰、变倍和聚焦，使控制人员能够监控运载平台6在运动时自动检验设备2在丛林式贯穿件中的运动状态，从而将自动检验设备2运送至待检CRDM贯穿件5附近。当自动检验设备2接近CRDM贯穿件5时，通过两个板卡级摄像头14将CRDM贯穿件5转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统(DSP)转变成数字化信号；图像处理系统对这些信号通过各种运算以提取目标特征，进而根据判别的结果来控制现场的运载平台6动作，直到最后出现对中图像15时停止运载平台6动作，此时便可将自动检验设备2准确的送入CRDM贯穿件5中，实现自动检验设备2的精确定位功能。完成自动检验设备2的精确定位后，在检验时摄像头组13可以跟随自动检验设备2围绕CRDM贯穿件5运动，通过对摄像头组13的变倍控制，实时查看检验探头11在检验区域12的运动状态。