[发明专利]一种耐辐照的水下变形视觉测量单元及测量方法

权利要求书

1.一种耐辐照的水下变形视觉测量单元，其特征在于，包括：

激光模块，该模块发射两道激光条纹，且外侧通过钨合金屏蔽层进行核辐射屏蔽；

图像采集模块，该模块采集标定板图像和所述激光模块的激光条纹图像，用于进行相机标定和光平面标定，且所述图像采集模块的外侧通过钨合金屏蔽层进行核辐射屏蔽；所述图像采集模块和激光模块的数据线集成后通过水密接插件与外部控制器相连；

反射部件，该部件用于反射所述激光模块的激光条纹和所述图像采集模块的相机视场，从而保证测量单元的有效工作距离；

底座，用于安装固定所述图像采集模块、所述激光模块和所述反射部件；

外壳，与所述底座配合连接形成密封空间，所述图像采集模块、所述激光模块以及所述反射部件位于该密封空间中，其中两个所述反射部件位于该密封空间的两端部附近，所述图像采集模块和所述激光模块位于两个所述反射部件之间；

所述图像采集模块附近的反射部件与底座夹角75°，所述激光模块附近的反射部件与底座夹角45°；

还包括：铅玻璃，所述铅玻璃嵌于视觉测量单元外壳，通过铅玻璃固定架压紧；

所述测量单元采用双光刀线激光三角测量原理，内部集成1个工业相机和2个激光器，具备抗辐照性能和深水防水效果，用于燃料组件深水、辐照环境下的瞬态非接触式变形测量；

所述反射部件采用两块镀银反射镜。

2.根据权利要求1所述的耐辐照的水下变形视觉测量单元，其特征在于，所述图像采集模块采用工业相机，所述工业相机上安装镜头和滤光片，所述工业相机安装于相机支撑架上；所述工业相机、镜头以及滤光片安装后构成一整体，在该整体的外周设置钨合金屏蔽层，将该整体包裹在里面，用于核辐射屏蔽。

3.根据权利要求2所述的耐辐照的水下变形视觉测量单元，其特征在于，所述激光模块包括两个激光器，所述激光器安装在激光器固定块上，所述激光器固定块固定于激光器支撑架上，所述激光器和激光器固定块安装后构成一整体，在该整体的外周设置钨合金屏蔽层，将该整体包裹在里面，用于核辐射屏蔽；一个所述工业相机和两个所述激光器构成双光刀线激光三角测量。

4.根据权利要求3所述的耐辐照的水下变形视觉测量单元，其特征在于，所述反射部件采用镀银反射镜，两个镀银反射镜分别固定于所述相机支撑架和所述激光器支撑架上，所述相机支撑架与底座夹角75°，所述激光器支撑架与底座夹角45°，用以保证所述工业相机、所述激光器的有效工作距离。

5.根据权利要求1-4任一项所述的耐辐照的水下变形视觉测量单元，其特征在于，还包括：密封部件，所述密封部件位于所述底座和所述外壳之间，用于保证两者的密封连接。

6.一种耐辐照的水下变形视觉测量方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的耐辐照的水下变形视觉测量单元实现，包括：

多组视觉测量单元的激光模块同时发射激光条纹，经反射部件反射后，投射至燃料组件格架或底座；

多组视觉测量单元的图像采集模块同时通过反射部件反射，捕捉获取激光条纹图像；

对捕捉的所述激光条纹图像进行图像分割和光心提取，得到上、下激光条纹中心；

基于水下多介质折射模型和上、下光平面方程进行三维重建，获取燃料组件格架或底座的三维点云数据，用于后续的弯扭变形计算，实现燃料组件格架或底座的测量。

7.根据权利要求6所述的耐辐照的水下变形视觉测量方法，其特征在于，将所述视觉测量单元通过卡箍连接块安装到不锈钢连接管，集成多组视觉测量单元，在水下工作距离范围内，对燃料组件格架或底座进行测量。

8.根据权利要求7所述的耐辐照的水下变形视觉测量方法，其特征在于，多组视觉测量单元的激光模块同时发射激光条纹，经反射部件反射后，透过铅玻璃，投射至燃料组件格架或底座；

多组视觉测量单元的图像采集模块同时通过反射部件反射，透过铅玻璃，捕捉获取激光条纹图像。