Page 82 - 2023中国无损检测年度报告
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厂区巡逻、巡检和厂房内巡检，可实现定点定时 满足数字核电的更高需要。
对厂区内人员的安全行为等进行巡逻和巡检，以 5 控制棒导向筒组件检测系统研制
及定点定时对厂房内关键仪表位进行识别和数据
记录，可替代人工的巡逻和巡检任务，能够极大 控制棒导向筒组件（CRGT）是核反应堆堆
地降低人工的劳动强度，减少人因失误，提高了 内构件的核心部件之一，主要对控制棒的上下运
运行期间厂区和厂房的安全性。远程控制中心的 动起到导向和约束作用，与控制棒组件等设备组
智能分析系统可对巡检数据进行统一处理，对可 合在一起实现反应堆的功率控制，确保在控制棒
能出现的安全事件、运行异常进行报警，提高了 束的落棒时满足核安全要求，在有限的时间内停
巡检任务的智能化水平。 止堆芯内的链式反应。CRGT 长期在高温、高压
水流、高辐照、振动等苛刻环境中服役，存在磨损，
特别是内侧卡孔受空间尺寸影响，韧带尺寸小，
磨损较为严重，故需要对内侧卡孔直径、卡孔宽度，
卡孔韧带长度进行测量，以判断其磨损量。
CRGT 检测系统通过测量标准导向卡模板图
像对比，计算基于视频图像中每个像素所代表实
图 4 核电厂智能化机器人巡检系统 物长度，测量各待测尺寸所包含像素点数量，对
比被测 CRGT 像素点数量和测量标准导向卡模板
该项研究基于三维点云地图的机器人定位，
数据量大，实时性要求高，需要实时、高效的点 像素获得真实长度值。CRGT 检测系统由主装置
系统、控制系统、图像测量与分析系统、监控系
云匹配算法实现机器人快速、准确定位。项目采
用正态分布变换算法实现机器人实时激光点云数 统和工作站等组成。将主装置系统安装在待检控
制棒导向筒上方后，在控制系统驱动下，轴向自
据与已构建三维点云地图的匹配，匹配速度快，
实时性高。对比卫星定位、惯性测量单元、激光 动运动到内部各层导向卡上方，周向自动旋转调
整位置后拍照获取待测卡孔图像。然后由图像测
SLAM 和里程计等定位技术的优劣，构建了惯性
测量单元与导航模型误差的补偿器，松耦合的误 量与分析系统对图像进行分析测量，得出导向板
内侧关键卡孔直径、韧带宽度、韧带长度数据。
差卡尔曼滤波器，将卫星定位、惯性测量单元、
激光 SLAM、里程计四类传感器数据进行多传感 控制棒组件 CRGT 检测图像如图 5 所示。
器融合，实现数据的空间同步与时间同步，高效、 2023 年，重点实验室完成该套系统的测试
实时地输出机器人的位置信息。同时，形成的基 验证，并成功在现场应用，为堆内构件控制棒导
于自主运动控制及状态数据分析的智能控制模块、 向筒内导向板和连续导向段的检查以及关键卡孔
基于视觉识别方法的仪表数据智能分析模块、基 尺寸测量提供了装备支撑和技术支撑，保障了控
于多传感器数据融合方法的智能导航模块等关键 制棒落棒安全和核电站安全。
技术可应用于多种类型的检测机器人。
重点实验室项目团队在 2023 年完成了全系
统样机制造以及全系统联调测试，各功能模块运
行稳定，能满足相关功能要求和技术指标。后续
计划在核电厂现场试运行，验证巡检作业实施流
程并针对巡检需求进行深入挖掘，形成针对更多
被检对象的全天候实时监测技术和在线监测技术， 图 5 控制棒组件 CRGT 检测图像
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