СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ТРЕХМЕРНОЙ СЦЕНЫ ОБЪЕКТА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ

Аннотация

Рассмотрены основные способы определения координат цилиндрических объектов для контроля геометрических параметров объекта с регулярной структурой. Преимущественно рассматриваемые способы применяются при определении параметров тепловыделяющих стержней (установок) топливных сборок на атомной электростанции. Целью данной работы является анализ существующих методов определения геометрических параметров объектов с регулярной структурой. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующей задачи – сравнить и провести исследование существующих методов определения геометриче- ского положения объектов с регулярной структурой и выявить их достоинства и недостатки, а также сформулировать математическую модель определения погрешности измерения осно- вываясь на конкретном методе. Сравнительный анализ включал в себя описание существующих контактных и бесконтактных методов (измерения линейных размеров трехмерных объектов, измерения геометрических параметров объекта в пространстве и устройство для его осуще- ствления и три различных метода контроля линейных размеров трехмерных объектов по трем декартовым координатам). Для определения был использован следующий инструмент – иссле- дуемый объект фотографировали одной видеокамерой на ПЗС-матрице, устойчивой к радиа- ции, из двух определенных точек пространства. На полученных снимках опознавали точки изо- бражения объекта. Далее, используя данные о размерах атомного ректора и параметры видео- камеры, вычисляли пространственные координаты точек объекта в системе координат объ- екта и элементы внешнего ориентирования снимков. Необходимые для решения задачи при- ближенные значения неизвестных определили заранее, с помощью известных в фотограммет- рии приемов. Проведенный анализ показал, что наибольшей эффективностью обладают бес- контактные методы, основанные на обработке изображений сцены, сформированных видео- камерами на основе мозаичных фотоприёмников. Таким образом, измерительные системы на основе телевизионных датчиков (видеокамер) являются наиболее целесообразными для измере- ния разновысотности упорядоченной последовательности цилиндрических объектов. Рассмот- ренная математическая модель позволила определить методическую погрешность измерения геометрических параметров посредством реконструкции трехмерной сцены по серии изобра- жений в условиях бесконтактного определения, обусловленную несовершенством определяемого метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях. На основе полученных дан- ных появляется возможность определить центр тяжести той головки ТВС, для которой ме- тодическая погрешность является минимальной, и, соответственно, принять ее за основу, относительно которой рассчитать разновысотность всех стальных головок ТВС.