[发明专利]一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统

权利要求书

1.一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：它包括环境摄像头(1)，定位摄像头(2)，交换机和工业计算机组成，摄像机通过网络交换机把视频信号传输给上位机，从而实现蒸汽发生器水室内部图像采集和视频图像精度控制两个功能。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：水室内部图像采集通过环境摄像头采集水室内环境图像以及检修设备的整体状态，避免检查装置(3)与蒸汽发生器内部结构如水室内壁(4)，传热管(5)或者节流组件(6)等发生碰撞；视频图像精度控制则是通过定位摄像头(2)采集图像，利用机器视觉技术计算出理论位置和实际位置的偏差，再进行软件计算补偿差值，再通过电机等运动执行机构调整，从而达到减小系统误差的目的。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：所述的环境摄像头(1)和定位摄像头(2)结构包括视窗(7)、环形光源(8)、焦距镜头(9)、镜头转换接头(10)、摄像头本体(11)；摄像头本体(11)采用高清摄像机，灯光光源系统采用均匀分布的环形光源(8)，光源散射在管板正下方；环境摄像头和定位摄像头具有数字变倍和光学变倍两种功能；其中，数字变倍使用图像信号采集电路，对所采集到的整幅图像中的某一个区域单独进行放大，由于这种放大的过程中使用了插值算法，会导致图像的清晰度不如未放大状态；另一个是光学变倍，即通过调整焦距镜头(9)实现，进行光学变焦会引起摄像机视角大小和放大倍数的变化；摄像头为预留环形光源(8)的安装空间，用镜头转换接头(10)进行连接，环形光源(8)和视窗(7)通过导热硅胶与镜头转换接头(10)上端连接。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：所述的环境摄像头(1)可安装在检查装置(3)上，也可加装云台和吸盘使其吸附在蒸汽发生器水室内壁(4)上。

5.根据权利要求3所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：所述的核岛外的工业计算机上的主控软件能控制环境摄像头图像视野及检查装置(3)的运动；图像数据信号经岛内机箱集成，通过网络光纤传输至岛外控制系统并显示，岛外控制系统能控制摄像头焦距镜头(9)实现图像的缩放，满足蒸汽发生器水室全范围视频监测。

6.根据权利要求5所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：所述的检查装置(3)通过定位摄像头(2)实现运动精度的控制，检查装置(3)开始正式检测之前，应首先对检查装置(3)进行原点坐标的标定，以保证检查装置后续检测工作的精确度，原点坐标的标定可通过环境摄像头(1)确认。

7.根据权利要求6所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：根据既定的坐标位置参数运动到待检测孔，定位摄像头(2)捕捉目标孔区域图像，对采集到的图像进行预处理，定位摄像头(2)拍摄得到的原始图像，由于摄像机的安装位置和蒸汽发生器水室是相对固定的，那么摄像机采集到的图像中需要进行图像识别的区域相对于整张图像的区域也是固定的，在采集到的图片中截取需要进行图像识别的区域；对截取的区域进行灰度化、二值化、滤波等预处理操作，去除图像上的多余信息，得到机器视觉算法所需要的二值图像；首先需要去掉图片中的色彩，只保留灰度信息，以便进行灰度处理和分析，采用加权平均法获得灰度图；通过设定一个阈值，对图像中的所有像素点进行遍历，凡是灰度值高于阈值的点，全部将其灰度值重置为最大；凡是灰度值低于阈值的点，全部将其灰度值重置为最小；整幅图像中的像素点只有最大和最小两种灰度值，使得图像呈现黑白的极度对比效果，从而完成所需区域的图像分割；再使用找圆特征识别算法识别出二值图像中符合要求的类圆多边形区域，根据管板孔自身的圆度、面积等几何特征从二值图像中提取出符合要求的管板孔区域；再通过拟合算法，对识别得到的多边形类圆区域进行圆拟合，拟合得到管板孔区域的圆心坐标及半径，最后与图像中心进行比较得到管板孔圆心与图像中心的差值，即检查装置的中心定位偏差；如果偏差小于精度控制设定值，则检查装置(3)成功到达预定坐标，否则将检测到的相对位置坐标转化为电机的运动参数，反馈给上位机进行补偿。

8.根据权利要求1所述的蒸汽发生器水室环境图像采集系统，其特征在于：所述的环境摄像头(1)与定位摄像头(2)均为高清网络数字摄像机，通过网络交换机与上位机、NVR之间建立局域网，并进行数据传输与存储；上位机软件通过以太网接收网络摄像机设备传输的数字视频码流，实现实时码流预览、抓图、录像文件回放和下载、参数配置等。