托卡馬克柔性內(nèi)窺機(jī)械臂視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、核聚變裝置托卡馬克的核心部件—第一壁長(zhǎng)期處于極端環(huán)境中，且在核聚變反應(yīng)過(guò)程中容易損壞，這就需要柔性內(nèi)窺機(jī)械臂的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)提供第一壁的精確現(xiàn)場(chǎng)信息，以便對(duì)其進(jìn)行更換、維護(hù)或修理。本文圍繞極端環(huán)境下的視覺(jué)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，完成了視覺(jué)系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有：
　　雙目視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：為了兼顧掃描任務(wù)中高精度、大范圍地獲取掃描圖像的需要，設(shè)計(jì)了由大面陣高質(zhì)量成像的檢測(cè)相機(jī)和帶有變焦功能的監(jiān)視相機(jī)組成的雙目視覺(jué)系統(tǒng)，可以快速、真實(shí)、

2、無(wú)死角地反映第一壁磚面圖像。同時(shí)，第一壁處于高溫、黑暗環(huán)境，普通攝像器材不能正常工作。為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了帶有水冷裝置和亮度可調(diào)機(jī)器光源的視覺(jué)系統(tǒng)防護(hù)罩。
　　通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)：為了滿足不同主機(jī)有不同檢測(cè)任務(wù)的分散控制要求，和大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)傳輸要求，搭建了高清影像傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于組播協(xié)議，隔離不同相機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，確保影像的實(shí)時(shí)穩(wěn)定傳輸和主機(jī)共享。
　　軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：對(duì)高清影像的保存至關(guān)重要，完成了基于MySQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的影像數(shù)據(jù)

3、庫(kù)設(shè)計(jì)，方便日后的調(diào)取查看；磚面損壞的檢測(cè)是視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)的另一關(guān)鍵任務(wù)，采用魯棒圖像處理算法自動(dòng)檢測(cè)單位磚的影像，準(zhǔn)確定位，并與已有的三維虛擬腔體模型結(jié)果相結(jié)合，使掃描結(jié)果更加直觀。最后，將以上功能嵌入到基于圖形操作界面的人機(jī)交互軟件。
　　由于檢測(cè)機(jī)械臂的超長(zhǎng)剛-柔結(jié)合的結(jié)構(gòu)特性，對(duì)末端的振動(dòng)信息估計(jì)是進(jìn)行振動(dòng)抑制的首要步驟。利用安裝在機(jī)械臂末端相機(jī)獲取的圖像進(jìn)行振動(dòng)估計(jì)是一種高效、低成本的解決方案，尤其在具有電磁干擾的環(huán)境下。