基于双目立体视觉的CRDM热套管磨损量非接触测量研究的开题报告.docx

基于双目立体视觉的CRDM热套管磨损量非接触测量研究的开题报告
一、选题背景与意义
热套管在核电站中作为核反应堆压力容器保护的重要组成部分，在长期运行和高温高压的环境中，经过风吹日晒和水的冲击，磨损程度将会越来越大。而过高的磨损量可能会导致灾难性后果，因此对热套管磨损的检测尤为重要。目前，热套管的检测多采用目视检测和接触测量两种方式，这种检测方式存在一定的局限性，如需要停机检修，时间长、测量精度低等问题。因此，需要开发一种非接触的热套管磨损量测量方法，以提高测量精度和减少检测时间，进而提高核电站的安全性和运行效率。
二、研究内容与技术路线
本论文针对上述问题，选取了基于双目立体视觉的非接触热套管磨损量测量方法。具体研究内容如下：
1.双目立体视觉技术的原理和构成。
2.热套管的三维建模方法和磨损量测量方法的设计。
3.设计双目立体视觉系统的硬件平台，包括相机、光源、电脑等设备的搭建和配置。
4.设计和实现系统软件平台，完成图像采集、处理和结果输出等功能。
技术路线：
1.建立热套管的三维模型
利用三维扫描仪或者相机等设备，对热套管进行三维建模。并提取出模型的颜色纹理信息，为后续的图像匹配和磨损量测量提供基础数据。
2.基于双目立体视觉的图像采集
利用两个相机同时采集热套管的图像，在相机标定后，将两个相机的图像进行配对，得到左右图像序列。
3.双目立体视觉技术的图像匹配
利用计算机视觉算法，对左右两个图像序列进行匹配，得到相应的视差图。通过视差图可以计算出物体各点与相机的距离信息，并将其转化为三维坐标信息。
4.热套管磨损量的计算和分析
获取三维坐标信息后，利用计算机图形学的方法，对热套管进行形状分析和计算，得出磨损量，并将其输出到软件界面上。
三、研究预期结果
本论文预期研究成果如下：
1.成功建立热套管的三维模型，得到模型的颜色纹理信息。
2.成功搭建双目立体视觉系统的硬件和软件平台，并完成图像采集、处理和结果输出等功能。
3.在实验室环境下，成功测试本论文开发的非接触式热套管磨损量测量系统，得到相应的测量结果，并与传统的检测方法进行比对。
四、研究的可行性和前瞻性分析
本论文选取了基于双目立体视觉的热套管磨损量测量方法，利用计算机视觉算法，实现了非接触式测量，能有效提高测量精度和减少时间。该方法具有以下可行性和前瞻性特点：
1.非接触式测量方法可避免因接触对测量点的损伤。
2.系统软硬件化程度高，输出结果直观易懂，具有可视化特点。
3.系统测量极限精度高，对热套管更为全面和细致的检测。
4.双目立体视觉技术与计算机视觉算法的综合应用具有较强的前瞻性，该系统可以对其他三维或表面变形复杂的实体进行测量，广泛应用于工业、医疗、物流等领域。
五、研究工作计划
本研究的时间计划如下：
第一年（2021年10月~2022年9月）：
1.分析和比较已有的热套管磨损量检测方法，深入了解双目立体视觉技术的理论知识。
2.学习和掌握双目立体视觉系统的搭建和配置方法，以及相机标定和图像匹配的算法。
3.利用三维扫描仪或相机等设备，建立热套管的三维模型，并提取出模型的颜色纹理信息。
第二年（2022年10月~2023年9月）：
1.搭建双目立体视觉系统的硬件平台，包括相机、光源、电脑等设备的搭建和配置。
2.设计和实现系统软件平台，完成图像采集、处理和结果输出等功能。
3.对热套管的三维坐标数据进行处理和分析，得到相应的磨损量结果。
第三年（2023年10月~2024年9月）：
1.对系统进行优化和改进，完善硬件和软件平台，提升系统的稳定性和测量精度。
2.对本系统的测量精度、效率和准确度进行检测和评估，并与传统的检测方法进行比对。
3.撰写论文并进行答辩。
六、研究经费预算
本研究所需经费主要包括：设备采购费、实验室开支费和人员费用等，具体预算如下：
设备采购费：20万元
实验室开支费：10万元
人员费用：30万元
总经费：60万元
七、结语
本论文选取了基于双目立体视觉的热套管磨损量测量方法，针对传统检测方式的不足，实现了非接触式测量，具有可行性和前瞻性，能有效提高测量精度和减少时间。本论文将对核电站的安全运行和核反应堆压力容器的保护做出贡献。