核燃料棒点云圆柱拟合及三维重建方法研究

完整的核燃料棒几何形貌是核电站正常运行的重要依据,当前利用结构光进行水下燃料棒扫描时,因受水中杂质和燃料棒表面反光影响,会导致大量点云噪点的产生,进而影响检测形貌的精准重构。为此,文中提出一种高效准确的方法以实现对燃料棒形貌的三维立体重建。首先借助拓扑原理将圆柱点云数据分别进行最小二乘法直线拟合和平面拟合,进而利用直线方向向量和平面法向量实现点云空间坐标的转换;接着利用误差阈值搜索法计算圆柱点云的圆心和圆柱半径;最后将圆柱点云进行可视化处理,从而实现曲面三维重建。实验结果表明该方法拟合圆柱直径精度可达0.12 mm,圆柱间夹角精度可达0.4°,验证了该方法的有效性。

基于线结构光的核燃料棒表面裂缝尺寸测量

为实现复杂水下环境中裂缝尺寸的准确测量,提出了一种基于线结构光的核燃料棒表面裂缝尺寸测量方法。首先,对获取的图像进行灰度二维搜索,框选出待处理区域,再对该区域进行水平投影和一阶微分,进一步确定裂缝区域;然后,对裂缝区域进行阈值分割以缩小该区域范围,再利用种子点判断法确定出裂缝的上下边界;最后,使用最小二乘法拟合结构光中心线,用中心线方程与裂缝边界点集求交点来确定裂缝的具体位置,再将裂缝边界点转化为三维坐标进行距离采样,计算实际尺寸。实验结果表明使用该方法能精确快速测量出燃料棒表面裂缝的尺寸,并且使误差保持在0.03mm以内,可有效满足测量的便捷性和精确性。