[发明专利]基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法

说明书

技术领域

本发明属于表面检测技术领域，具体涉及一种核电站反应堆压力容器内基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法。

背景技术

目前，在核电检测领域，为了减少对检测人员和被检测对象的影响，一般采用无损检测。无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息。无损检测主要有射线检验（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）和液体渗透检测（PT）四种。

其他无损检测方法有涡流检测（ET）、声发射检测（AT）、热像/红外（TIR）、

泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）等。

无损检测与破坏性检测相比，具有以下特点：（1）非破坏性，因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；（2）全面性，由于检测是非破坏性，因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测办不到的；（3）全程性，破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等，破坏性检验都是针对制造用原材料进行的，对于产成品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的，而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能。所以，它不仅可对制造用原材料，各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。

核电站反应堆压力容器内存在数量众多的不规则形状部件，目前对该类部件的表面超声/涡流检测多采用手动模式。现有国内外核电领域无损检测专业公司所开发并使用的反应堆压力容器无损检测机器人控制软件均采用无图形或二维图形化显示控制方法，该显示控制方法的弊端主要有以下几点：1、由于反应堆压力容器对于核电站安全运行的重要性，它的无损检测过程必须也是安全可控的，由于反应堆压力容器所处环境及反应堆压力容器自身形状特点，检测机器人安装后各轴将处于人工监测及摄像头检测难以全面监测的环境中，无图行显示控制方式在对机器人自身姿态以及相对于压力容器位置关系不确定的情况下检查机器人的所有运动的安全性将很难以保证。2、二维图形显示控制虽可以在一个平面内用二维的图形显示直线运动轴与反应堆压力容器的位置关系，但却无法显示实际设备所有轴的姿态以及位置关系。为了使无损检测机器人到达目标检查位置，操作人员需要根据经验反复调整，过多的调整造成运动效率低下，增加了设备故障及误操作概率，降低了运动控制效率。现有控制技术在机器人各轴运动中，若要规避或达到某些特定位置时，需要操作人员根据经验进行人为不停调整，进行无损检测的效率低，不能在线操作和进行运动控制。本发明因此而来。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法，解决了现有技术中无损检测机器人通过无图行显示控制或者二维图形控制进行无损检测，需要操作人员具有较高的技术水平以及较为丰富的调整经验进行反复调整和运动控制，无损检测效率低、检测需要根据经验频繁调整等技术问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种基于虚拟现实技术的无损检测机器人智能检测方法，其特征在于在检测前需要预先采用虚拟现实技术构建无损检测机器人仿真模型以及反应堆压力容器仿真模型，所述方法包括以下步骤：

（1）将进行无损检测的无损检测机器人安装到待检测的反应堆压力容器内的预定位置；

（2）将无损检测机器人各个自由度运动轴恢复到初始状态后，然后对各个自由度运动轴进行位置标定，并确定一个自由度的运动轴末端位置为工作零点，构建全局坐标系和各个自由度运动轴的轴坐标系；

（3）使无损检测机器人仿真模型与被仿真的标定后无损检测机器人建立对应关系以及使反应堆压力容器仿真模型与被仿真的标定后反应堆压力容器之间建立对应关系；即使仿真模型与实际设备建立对应关系；

（4）无损检测机器人仿真模型根据实时获取的无损检测机器人各个自由度运动轴的位置姿态信息反馈值在三维虚拟环境中进行位置姿态变换，虚拟显示并控制无损检测机器人同步运动进行无损检测。

优选的，所述方法中无损检测机器人仿真模型以及反应堆压力容器仿真模型通过三维建模软件构建，启动无损检测机器人仿真模型以及反应堆压力容器仿真模型后，以反应堆压力容器为应用场景开始标定无损检测机器人各个自由度运动轴到初始位置。

优选的，所述方法中使仿真模型与被仿真的硬件设备建立对应关系是按照如下步骤进行：