用于核電站安全殼缺陷檢測(cè)的相機(jī)姿態(tài)控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于核電站安全殼缺陷檢測(cè)近景攝影測(cè)量中相機(jī)姿態(tài)控制的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在攝影測(cè)量中，相機(jī)的姿態(tài)控制非常重要。如果在攝影過(guò)程中，相機(jī)姿態(tài)無(wú)法保證，則會(huì)出現(xiàn)相片拼接困難的問(wèn)題。過(guò)大的相機(jī)姿態(tài)偏差會(huì)導(dǎo)致相片畸變、相片之間沒(méi)有重疊，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失、無(wú)法拼接。
[0003]核電站的安全殼是保證反應(yīng)堆不對(duì)外界造成污染的最后一道屏障。其最外層是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土澆筑的，高大約51米，直徑40米左右，外表面積大約7000平方米。為保證其強(qiáng)度，需要定期對(duì)其進(jìn)行缺陷檢測(cè)，其中最關(guān)注的缺陷是裂縫，這些裂縫寬度一般在
0.1mm左右。
[0004]人工檢查這些缺陷的工作量大而且周期很長(zhǎng)，而采用近景攝影測(cè)量的方法，可以提高效率，并對(duì)照片存檔備查。參見(jiàn)圖3，對(duì)安全殼進(jìn)行近景攝影測(cè)量的時(shí)候，為獲取安全殼的完整圖像，需要拍攝大約6000張照片，在垂直方向分割航帶，自下而上移動(dòng)。在安全殼頂部已經(jīng)預(yù)先安裝好軌道，拍攝完一個(gè)航帶后，由軌道車拖動(dòng)相機(jī)平臺(tái)圍繞安全殼水平運(yùn)動(dòng)，更換航帶。相機(jī)平臺(tái)采用鋼索懸掛的形式，作業(yè)時(shí)，通常會(huì)有自身的搖晃和受到風(fēng)力的影響而引起的搖晃，導(dǎo)致相機(jī)姿態(tài)不穩(wěn)，最終拍攝的相片脫焦、畸變、重疊度不夠，造成數(shù)據(jù)不可用，影響測(cè)量。常用的姿態(tài)控制方法，例如衛(wèi)星定位定姿方案，在這里無(wú)法實(shí)施，因?yàn)榄h(huán)境限制，衛(wèi)星信號(hào)遮擋比較嚴(yán)重，可用性無(wú)法滿足要求。而電子羅盤和加速度計(jì)、陀螺儀組合方案由于誤差累計(jì)問(wèn)題，無(wú)法有效應(yīng)用于整個(gè)測(cè)量過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明中提出的方法可以有效解決上述相繼姿態(tài)控制的問(wèn)題，保證相機(jī)在容許的姿態(tài)時(shí)拍照，從而提高相片質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種用于核電站安全殼缺陷檢測(cè)的相機(jī)姿態(tài)控制方法，在相機(jī)吊裝平臺(tái)上安裝兩個(gè)測(cè)距傳感器，所述距離傳感器朝向安全殼，并對(duì)稱安裝在相機(jī)兩側(cè)；設(shè)置單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)控制線連接相機(jī)，距離傳感器連接到單片機(jī)，向單片機(jī)輸出測(cè)距結(jié)果；
所述單片機(jī)針對(duì)每條航帶執(zhí)行以下流程，
步驟1，確定相機(jī)為正確姿態(tài)后，獲取此時(shí)兩個(gè)距離傳感器的初始返回值Dil和Di2 ; 步驟2，在相機(jī)處于當(dāng)前預(yù)定的拍攝位置后，進(jìn)入步驟3 ;
步驟3，獲取兩個(gè)距離傳感器的返回值Dsl和Ds2 ;
步驟4，將當(dāng)前所得返回值Dsl和Ds2分別與初始返回值Dil和Di2進(jìn)行比較，計(jì)算Dsl-Dil和Ds2-Di2，判斷Dsl-Dil和Ds2-Di2的絕對(duì)值是否都小于等于預(yù)先設(shè)定的容忍度T，如果滿足，則向相機(jī)發(fā)出拍照指令，然后返回步驟2，針對(duì)相機(jī)的下一個(gè)預(yù)定的拍攝位置進(jìn)行判斷處理，否則返回步驟3針對(duì)當(dāng)前預(yù)定的拍攝位置繼續(xù)檢測(cè)。
[0007]而且，在豎直方向上再加裝一個(gè)距離傳感器，使三個(gè)傳感器呈三角分布，
所述單片機(jī)針對(duì)每條航帶執(zhí)行以下流程，
步驟1，確定相機(jī)為正確姿態(tài)后，獲取此時(shí)三個(gè)距離傳感器的初始返回值Dil、Di2和
Di3 ；
步驟2，在相機(jī)處于當(dāng)前預(yù)定的拍攝位置后，進(jìn)入步驟3 ;
步驟3，獲取三個(gè)距離傳感器的返回值Dsl、Ds2和Ds3 ；
步驟4，將當(dāng)前所得返回值Dsl、Ds2、Ds3分別與初始值Dil、Di2、Di3進(jìn)行比較，即計(jì)算Dsl-Di1、Ds2-Di2和Ds3_Di3，判斷Dsl-Dil和Ds2_Di2以及Ds3_Di3的絕對(duì)值是否都小于等于預(yù)先設(shè)定的容忍度T，如果滿足，則向相機(jī)發(fā)出拍照指令，然后返回步驟2，針對(duì)相機(jī)的下一個(gè)預(yù)定的拍攝位置進(jìn)行，否則返回步驟3針對(duì)當(dāng)前預(yù)定的拍攝位置繼續(xù)檢測(cè)。
[0008]本發(fā)明相應(yīng)提供一種用于核電站安全殼缺陷檢測(cè)的相機(jī)姿態(tài)控制裝置，在相機(jī)吊裝平臺(tái)上安裝兩個(gè)測(cè)距傳感器，所述距離傳感器朝向安全殼，并對(duì)稱安裝在相機(jī)兩側(cè)；設(shè)置單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)控制線連接相機(jī)，距離傳感器連接到單片機(jī)，向單片機(jī)輸出測(cè)距結(jié)果。
[0009]而且，在豎直方向上再加裝一個(gè)距離傳感器，使三個(gè)傳感器呈三角分布。
[0010]本發(fā)明可以保證每張照片在拍攝的時(shí)候的相機(jī)姿態(tài)與初始設(shè)定姿態(tài)保持一致，確保核電站安全殼缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性，所需裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，適于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例單片機(jī)流程圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中相機(jī)吊裝平臺(tái)作業(yè)時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行具體描述。
[0015]本發(fā)明提出設(shè)計(jì)專用裝置，其中主要功能由一片單片機(jī)MCU實(shí)現(xiàn)，外圍設(shè)備是兩個(gè)距離傳感器和控制線。
[0016]基本的思路是，在相機(jī)吊裝平臺(tái)上，安裝兩個(gè)測(cè)距傳感器，在一個(gè)航帶開(kāi)始的時(shí)候，記錄兩個(gè)測(cè)距傳感器距離被攝物(安全殼)的距離作為初始值，并預(yù)先設(shè)定一個(gè)容忍度。當(dāng)相機(jī)在該航帶上運(yùn)行的時(shí)候，每次曝光前，都不斷地、快速地檢測(cè)兩個(gè)測(cè)距傳感器距離安全殼的距離，并計(jì)算與初始值的差異是否超過(guò)容忍度，如果不超過(guò)，則向相機(jī)發(fā)出拍照指令(通常為曝光指令)，否則繼續(xù)檢測(cè)距離傳感器的測(cè)量值。這樣就可以保證每張照片在拍攝的時(shí)候的相機(jī)姿態(tài)與初始設(shè)定姿態(tài)保持一致。
[0017]參見(jiàn)圖2，本發(fā)明實(shí)施例提出用于核電站安全殼缺陷檢測(cè)中相機(jī)姿態(tài)控制的方法，基于安裝在相機(jī)旁邊的單片機(jī)(MCU)、兩個(gè)距離傳感器、控制線實(shí)現(xiàn)。
[0018]距離傳感器的選擇需要注意采樣速率問(wèn)題。根據(jù)預(yù)先的實(shí)驗(yàn)，相機(jī)平臺(tái)的擺晃速度約為2m/s，而曝光時(shí)間大部分在1/500S到l/50s之間，而根據(jù)所使用的相機(jī)和鏡頭以及物距，所選取的容忍度為20cm。因此從單片機(jī)獲取到距離傳感器的返回值到相機(jī)獲取到照片總的延遲時(shí)間不能超過(guò)0.1s。而所使用的相機(jī)快門延遲時(shí)間大約為43ms，所以距離傳感器的數(shù)據(jù)獲取周期必須小于57ms。激光測(cè)距儀雖然精度高，但是采樣周期一般為數(shù)百毫秒，無(wú)法滿足要求。而一部分超聲測(cè)距模塊的測(cè)距周期在目標(biāo)距離2米以內(nèi)的時(shí)候，可以在50ms以內(nèi)，其精度也可以控制在I厘米以內(nèi)，可以滿足要求。因此本發(fā)明實(shí)施例中的距離傳感器選用了超聲波測(cè)距模塊。
[0019]距離傳感器朝向安全殼，對(duì)稱安裝在相機(jī)兩側(cè)，距離盡量遠(yuǎn)一些，較遠(yuǎn)的距離一方面可以取得更高的晃動(dòng)角度靈敏度，另一方面，可以減少兩個(gè)距離傳感器之間的干擾，以便更好地控制姿態(tài)。距離傳感器連接到單片機(jī)，向單片機(jī)輸出測(cè)距結(jié)果。
[0020]單片機(jī)