[发明专利]一种应用于压力容器环境的水下光学定位方法

说明书

本发明属于水下定位技术，具体涉及一种应用于压力容器环境的水下光学定位算法。在现有的检测条件下，首先必须实现水下ROV的定位，才有可能引导ROV到指定位置。本方法包括一下步骤：步骤1输入压力容器母线长度a和半径数据r、摄像机垂直视场角A、摄像机CCD靶面高度B；步骤2求解临界角；步骤3计算出摄像机像平面单位径向长度对应的角度θ₀；步骤4打开ROV上的LED灯；步骤5依据从大到小的原则，调整安装在遥控平台中心的摄像机的俯仰角α，直到亮点进入摄像机视场的中心线上，此时的旋转角即为ROV的方位角；步骤6记录亮点位置(0,y₀)，求出中心变量。步骤7计算ROV的深度x。使用本方法，利用ROV上的LED灯，在摄像机的辅助下，即可获得潜器ROV的位置。

技术领域

本发明属于水下定位技术，具体涉及一种应用于压力容器环境的水下光学定位方法。

背景技术

核反应堆压力容器通常由上面的圆柱体和下面的半球构成，在圆柱体侧边有进水口和出水口。图1是某核反应堆压力容器截面示意图。压力容器在出水口、进水口、柱体和底部半球交界处和其它一些特定位置均存在焊缝。如果这些焊缝有损伤，那么在高温高压下继续使用存在较大风险。因此，需要对压力容器进行定期检测和修护。通常水下遥控潜航器ROV必须在指定位置对焊缝处进行超声检测，查看是否存在损伤缺陷。为此，首先必须实现水下ROV的定位，才有可能引导 ROV到指定位置。

为了实现ROV的定位，在压力容器上方中心横梁遥控平台上安装摄像机，潜航器ROV置于压力容器内，ROV上安装有LED灯。遥控平台上摄像机具有方位旋转和俯仰调节功能，参见图2。

利用ROV上的LED灯，在摄像机的辅助下，即可获得潜器ROV的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于压力容器环境的水下ROV光学定位方 法，能够利用压力容器尺寸参数、摄像头安装位置和ROV上LED 灯光在摄像机CCD靶面上的参数建立数学模型，获得潜器ROV的精确位置。

本发明的技术方案如下：

一种应用于压力容器环境的水下ROV光学定位方 法，包括如下步骤：

步骤1)输入压力容器母线长度a(m)和半径数据r(m)、摄像机垂直视场角A(rad)(或水平视场角)、摄像机CCD靶面高度B(mm)(或宽度)；

步骤2)求解临界角

步骤3)计算出摄像机像平面单位径向长度对应的角度θ₀(rad)

步骤4)打开ROV上的LED灯；

步骤5)依据从大到小的原则，调整安装在遥控平台中心的摄像机的俯仰角αrad，次数不超过其中包括(不调)和并旋转，直到亮点进入摄像机视场的中心线上，此时的旋转角即为ROV的方位角；

步骤6)记录亮点位置(0,y₀)，求出中心变量

步骤7)ROV的深度x(m)运用如下算法求出：

本发明的显著效果在于：该压力容器环境的水下ROV光学定位方 法，利用压力容器尺寸参数、摄像头安装位置参数和ROV上的LED亮光就能准确获得潜器ROV的位置，方法具有科学性，探测具有全覆盖，计算实时性强。

附图说明

图1某核反应堆压力容器截面示意图

图2某核反应堆压力容器截面摄像、ROV测量示意图

图3变量θ与深度x函数图