[发明专利]基于双光相机的核废物检测分拣系统及方法

说明书

本发明公开了基于双光相机的核废物检测分拣系统及方法，系统包括红外热像仪、抓取装置、机械臂、可燃分类容器、传送带、过零点检测开关和不可燃烧分类容器；红外热像仪器主要是用来感知温度的变化对应的热辐射图像的灰度图像素值的变化。深度相机主要是用来获得物质更多的纹理信息和深度信息。由于核废物的放射性大，即使人们穿上防护服，长时间在放射性较强的地方仍然能够对人体造成难以想象的伤害，本发明的系统可以自动的将不同的核废物物质区分开来，人只需要通过相机辨认一下就可以知道属于核废物属于哪一个类，实现在分类过程中，人与放射性物质的零接触。

技术领域

本发明属于核机器人领域，具体涉及基于双光相机的核废物检测分拣系统及方法。

背景技术

堆外核测仪表系统是安全级设备，通过测量从反应堆堆芯泄漏的中子注量率，连续监测反应堆功率、功率水平变化和功率分布，是反应堆保护系统和电厂五大控制系统的重要输入参数。而堆外核测探测器是堆外核测仪表系统的眼睛，布置在反应堆压力容器外围，直接探测堆芯泄漏的中子注量率水平。

目前对于核废料的分拣主要采用人工人类的方法。由于核废料的放射性较大，且人工分拣需要一定的时间去分类。即使分拣人员穿戴全套辐射防护服，长时间与核废料相处，也会受到很大剂量的照射，会对人体造成难以想象的。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于双光相机的核废物检测分拣系统及方法解决了拥有强放射性的核废料分拣的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于双光相机的核废物检测分拣系统，包括红外热像仪、抓取装置、机械臂、可燃分类容器、传送带、过零点检测开关和不可燃烧分类容器；

其中，所述过零点检测开关设置于安装有所述传送带的传送机中部，所述红外热像仪设置于核废料正上方1米的位置，所述机械臂通过基座设置于距离核废料20厘米的位置，并与所述抓取装置连接，所述可燃分类容器设置于所述机械臂的右侧，所述不可燃烧分类容器设置于传送带的侧边。

进一步地：所述抓取装置中设置有深度相机，所述深度相机设置于所述抓取装置的正中心位置。

上述进一步方案的有益效果为：深度相机获取的抓取物的纹理信息和深度信息。

一种基于双光相机的核废物检测分拣方法，包括以下步骤：

S1、通过红外热像仪采集核废物的第一热辐射图像，并对其进行去噪得到第一灰度图，根据所述第一灰度图生成第一差值平均梯度图像；

S2、通过最小二乘法拟合第一差值平均梯度图像的像素点的像素值与温度变化速率的线性关系，并根据拟合结果得到第一粗略区域集合；

S3、通过聚类的方法处理第一粗略区域集合，得到第一区域；

S4、通过红外热像仪采集核废物的第二热辐射图像，根据所述第二热辐射图像得到第二差值平均梯度图像，并通过最小二乘法和聚类的方法，得到第二区域；

S5、将第二区域与第一区域对比并取相同区域，得到分割区域；

S6、基于卷积神经网络训练出的抓取模型，通过将分割区域输入抓取模型，控制抓取装置进行抓取核废物，完成核废物的分拣。

进一步地：所述步骤S1中，所述核废物的第一热辐射图像包括t时刻的热辐射图像和t+5时刻的热辐射图像，所述第一灰度图包括t时刻的灰度图和t+5时刻的灰度图；

所述步骤S1包括以下分步骤：

S11、通过红外热像仪采集t时刻的热辐射图像和t+5时刻的热辐射图像，并对其进行去噪转变为t时刻的灰度图和t+5时刻的灰度图；

S12、将t+5时刻的灰度图减去t时刻的灰度图，并将做差结果除以5，得到第一差值平均梯度图像。