аспирант института радиотехники, электроники и систем связи Южного федерального университета
доктор технических наук, заведующий кафедрой информационной безопасности телекоммуникационных систем института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного Федерального Университета
Актуальность. Бесконтактный контроль разновысотности головок тепловыделяющих сборок является важной задачей обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации атомных электростанций, поскольку отклонения пространственного положения тепловыделяющих сборок могут свидетельствовать о деформации элементов активной зоны и приводить к ухудшению условий дальнейшей работы реакторной установки. Применение метода параллакс-сдвига на основе последовательных кадров одной телевизионной камеры позволяет отказаться от механического контакта с объектом контроля и использовать естественное перемещение камеры для формирования квазистереопар. Однако практическое внедрение такого подхода требует количественной оценки влияния параметров телевизионных средств и геометрии съемки на итоговую точность определения разновысотности.
Цель настоящего исследования состоит в установлении количественных зависимостей между параметрами телевизионной камеры, геометрией формирования квазистереопар и погрешностью определения разновысотности головок тепловыделяющих сборок методом параллакс-сдвига, а также в определении рациональных диапазонов параметров измерительной системы.
Результаты. Установлено, что определяющим фактором итоговой погрешности является ошибка определения диспарантности. Показано, что устойчивость метода обеспечивается не отдельным параметром телевизионной системы, а согласованным выбором фокусного расстояния, базиса квазистереопары, высоты подвеса камеры и условий субпиксельной локализации центров головок тепловыделяющих сборок. Определены рациональные диапазоны параметров измерительной системы. Новизна заключается в комплексной оценке влияния параметров телевизионных средств и геометрии съемки на точность метода параллакс-сдвига применительно к задаче бесконтактного контроля головок тепловыделяющих сборок.
Теоретическая и практическая значимость: развитие расчетной модели метода параллакс-сдвига и установление аналитических зависимостей, связывающих ошибку определения диспарантности с погрешностью восстановления относительной высоты объектов регулярной структуры, а также возможность использования полученных диапазонов параметров при настройке телевизионных средств контроля тепловыделяющих сборок и при обосновании требований к бесконтактной измерительной системе, предназначенной для работы в условиях ограниченного пространства активной зоны реактора без применения дополнительных контактных устройств.
Relevance. Non-contact monitoring of fuel assembly (FA) head height differences is important for ensuring the safe operation of nuclear power plants. Deviations in FA positions may indicate deformation of reactor core elements and affect reactor performance. The parallax-shift method, based on sequential frames acquired by a single television camera, eliminates mechanical contact with the monitored object and uses camera motion to form quasi-stereo pairs. However, its practical application requires assessing the influence of television system parameters and imaging geometry on measurement accuracy.
The purpose of this study is to establish relationships between television camera parameters, quasi-stereo pair geometry, and the error in determining FA head height differences using the parallax-shift method, as well as to identify rational parameter ranges for the measuring system.
Results. It was established that disparity estimation error is the dominant factor affecting final accuracy. Method stability is achieved through the coordinated selection of focal length, baseline, camera suspension height, and conditions for subpixel localization of fuel assembly head centers. Rational parameter ranges ensuring the required accuracy were determined. The novelty lies in the comprehensive assessment of the influence of television system parameters and imaging geometry on the accuracy of the parallax-shift method and in substantiating a rational quasi-stereo measurement configuration formed by a single television camera during arc motion.
Theoretical significance. The theoretical significance is determined by the development of a computational model of the parallax-shift method and by establishing relationships between disparity estimation error and relative height reconstruction error.
Practical significance. The obtained results can be used to configure television systems for FA monitoring and to justify requirements for non-contact measuring systems operating in the confined space of a reactor core.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.