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堆芯燃料棒自动校对算法研究

李向东 蒋和松 王学渊 胥学金 何小春

李向东, 蒋和松, 王学渊, 胥学金, 何小春. 堆芯燃料棒自动校对算法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 203-208. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0203
引用本文: 李向东, 蒋和松, 王学渊, 胥学金, 何小春. 堆芯燃料棒自动校对算法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 203-208. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0203
Li Xiangdong, Jiang Hesong, Wang Xueyuan, Xu Xuejin, He Xiaochun. Research on Automatic Calibration Algorithm of Reactor Fuel Rods[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 203-208. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0203
Citation: Li Xiangdong, Jiang Hesong, Wang Xueyuan, Xu Xuejin, He Xiaochun. Research on Automatic Calibration Algorithm of Reactor Fuel Rods[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 203-208. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0203

堆芯燃料棒自动校对算法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0203
基金项目: 国家自然科学基金(61771411);四川省教育厅项目(JG2021-871)
详细信息
    作者简介:

    李向东(1996—),男,硕士研究生,现主要从事反应堆燃料组件校对及图像拼接方面研究,E-mail: 953716816@qq.com

    通讯作者:

    王学渊,E-mail: 121053406@qq.com

  • 中图分类号: TL36;TL38

Research on Automatic Calibration Algorithm of Reactor Fuel Rods

  • 摘要: 由于核反应堆经常更换燃料棒,为保证反应堆的安全运行,需准确确定堆芯燃料棒的类别及其安装的位置。该校对算法先根据堆芯燃料棒安装位置的分布关系建立全局和局部虚拟二维坐标映射模型。识别时,拍摄各视点局部序列图,识别局部图中燃料棒的中心位置,并标定局部虚拟二维坐标映射模型,再利用燃料棒的中心位置与标定后的局部映射模型中的位置做欧氏距离判断,实现类别重构,进一步得到堆芯全景拼接图,以辅助校对。仿真研究表明,本算法可以有效检测燃料棒的类别及安装位置,识别率高于98%,准确率达到100%,全景拼接结果稳定可靠。在堆芯燃料棒的校对工作中具有较大的应用潜力。

     

  • 图  1  多帧识别结果聚类

    DBSCAN——基于密度的空间聚类算法

    Figure  1.  Clustering of Multi Frame Recognition Results

    图  2  多帧识别结果聚类及清晰帧选取流程

    Figure  2.  Multi Frame Recognition Result Clustering and Clear Frame Selection Process

    图  3  左视角燃料棒识别结果图

    Figure  3.  Recognition Result of Fuel Rods from Left View Angle       

    图  4  全局虚拟二维坐标映射模型及相机覆盖区域

    Figure  4.  Global Virtual 2D Coordinate Mapping Model and Camera Coverage Area

    图  5  左视角局部虚拟二维坐标映射模型标定结果图

    Figure  5.  Calibration Results of Local Virtual 2D Coordinate Mapping Model from Left View Angle

    图  6  燃料棒类别重构原理图

    Figure  6.  Schematic Diagram of Fuel Rod Type Refactor

    图  7  堆芯全景拼接图

    Figure  7.  Panoramic Mosaic of Core

    图  8  不同方法特征点匹配对数

    Figure  8.  Matching Logarithms of Feature Points for Different Methods

    图  9  不同方法特征点正确匹配对数

    Figure  9.  Correct Matching Number of Feature Point Pairs of Different Methods

    图  10  不同方法耗时

    Figure  10.  Time Consumption of Different Methods

    图  11  不同方法配准精度

    Figure  11.  Registration Accuracy of Different Methods

    表  1  10组堆芯模拟体及堆芯现场局部图类别重构结果

    Table  1.   Type Refactor Results for 10 Sets of Core Simulators and Core Site Local Pictures

    实验组号燃料棒
    总数
    单帧YOLO v5
    类别重构
    本文方法
    识别
    率/%
    准确
    率/%
    识别
    率/%
    准确
    率/%
    堆芯模拟体125799.499.299.4100
    224599.699.499.4
    325799.699.299.8
    499.298.299.8
    598.299.298.4
    堆芯现场125997.498.299.6100
    296.697.499.8
    395.696.299.8
    497.298.299.4
    596.797.499.8
    下载: 导出CSV

    表  2  10组局部图全景拼接的RMSE

    Table  2.   RMSE for Panoramic Stitching of 10 Sets of Local Pictures

    实验组号RMSE/像素
    中、下
    局部拼接
    中、上
    局部拼接
    中、左
    局部拼接
    中、右
    局部拼接
    堆芯模
    拟体
    11.81.81.62.4
    22.41.91.72.5
    31.81.71.71.6
    42.11.81.91.6
    51.71.81.62.4
    堆芯
    现场
    12.12.31.82.4
    22.01.91.81.8
    31.61.61.61.7
    41.91.92.31.6
    51.61.91.81.9
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-02
  • 修回日期:  2023-04-29
  • 刊出日期:  2023-08-15

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