托卡馬克柔性內(nèi)窺機械臂視覺系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、核聚變裝置托卡馬克的核心部件—第一壁長期處于極端環(huán)境中，且在核聚變反應(yīng)過程中容易損壞，這就需要柔性內(nèi)窺機械臂的視覺檢測系統(tǒng)提供第一壁的精確現(xiàn)場信息，以便對其進行更換、維護或修理。本文圍繞極端環(huán)境下的視覺系統(tǒng)功能實現(xiàn)，完成了視覺系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計。主要內(nèi)容有：
　　雙目視覺檢測系統(tǒng)設(shè)計：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)計了由大面陣高質(zhì)量成像的檢測相機和帶有變焦功能的監(jiān)視相機組成的雙目視覺系統(tǒng)，可以快速、真實、

2、無死角地反映第一壁磚面圖像。同時，第一壁處于高溫、黑暗環(huán)境，普通攝像器材不能正常工作。為解決這一問題，設(shè)計了帶有水冷裝置和亮度可調(diào)機器光源的視覺系統(tǒng)防護罩。
　　通信系統(tǒng)設(shè)計：為了滿足不同主機有不同檢測任務(wù)的分散控制要求，和大數(shù)據(jù)量實時傳輸要求，搭建了高清影像傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于組播協(xié)議，隔離不同相機的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，確保影像的實時穩(wěn)定傳輸和主機共享。
　　軟件系統(tǒng)設(shè)計：對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)庫的影像數(shù)據(jù)

3、庫設(shè)計，方便日后的調(diào)取查看；磚面損壞的檢測是視覺系統(tǒng)檢測的另一關(guān)鍵任務(wù)，采用魯棒圖像處理算法自動檢測單位磚的影像，準確定位，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交互軟件。
　　由于檢測機械臂的超長剛-柔結(jié)合的結(jié)構(gòu)特性，對末端的振動信息估計是進行振動抑制的首要步驟。利用安裝在機械臂末端相機獲取的圖像進行振動估計是一種高效、低成本的解決方案，尤其在具有電磁干擾的環(huán)境下。