[發(fā)明專利]一種基于X射線圖像的焊縫缺陷跟蹤檢測方法

有效

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• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102565103A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 邵家鑫;石涵;都東;王力;張文增
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發(fā)明涉及一種焊縫缺陷跟蹤檢測方法，特別是關于一種基于X射線圖像的焊縫缺陷跟蹤檢測方法。

背景技術

基于X射線圖像的焊縫缺陷自動檢測方法是指利用X射線實時成像器件對焊接工件的焊縫區(qū)域進行實時成像并傳輸?shù)接嬎銠C，通過計算機進行缺陷自動檢測并報警顯示，其優(yōu)點是可以實現(xiàn)在線連續(xù)檢測，提高自動化水平和生產效率，不僅避免人工檢測存在的勞動強度大的問題，同時也避免了由于視覺疲勞和情緒波動而產生的漏檢問題。目前所提出的基于X射線圖像的焊縫缺陷自動檢測方法主要針對單幀圖像進行處理，對于焊縫的X射線實時圖像，由于其成像時間短，圖像噪聲相對較大，在單幀圖像中很難區(qū)分噪聲引起的偽缺陷與弱小缺陷，因此迫切需要提出能夠有效利用實時圖像間的關聯(lián)信息進行缺陷檢測的方法。

現(xiàn)有技術中已有利用缺陷在圖像序列之間的連續(xù)性來提高缺陷檢出效果的方法，其提出了采用不同角度拍攝待檢測工件的X射線圖像序列，利用已知的拍攝角度得到的各種幾何關系來進行約束實現(xiàn)對潛在缺陷的匹配，從而實現(xiàn)對缺陷的跟蹤，此方法需要預先知道成像位置關系，因此并不適合于工件運動速度未知的缺陷跟蹤。現(xiàn)有技術中也提出了利用相位相關技術實現(xiàn)對焊縫X射線實時圖像序列相鄰圖像的匹配，從而為利用圖像序列信息進行時空率濾波，運動模糊恢復，以及缺陷跟蹤提供了基礎，但一方面由于該算法多次用到傅里葉變換，其實時性相對較差，另一方面需要利用焊縫邊緣方向的不相似性進行匹配，如果焊縫圖像噪聲較大且焊縫邊緣方向較為相似時，容易匹配失敗。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種對焊縫缺陷的漏檢率及誤檢率都比較低、實時性好、適用于對運動速度未知的焊接工件的焊縫缺陷進行識別的基于X射線圖像的焊縫缺陷跟蹤檢測方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：1、一種基于X射線圖像的焊縫缺陷跟蹤檢測方法，它包括以下步驟：1)采用X射線實時成像器件連續(xù)采集焊接工件焊縫區(qū)域的實時圖像，在所采集的每一幀實時圖像上根據(jù)焊縫區(qū)域選取ROI圖像，獲取ROI圖像序列；2)采用單幀圖像焊縫缺陷分割算法對ROI圖像序列逐幀進行處理，分割出每幀ROI圖像的潛在缺陷，并計算每一潛在缺陷重心或形心的坐標；3)對連續(xù)2N+1幀ROI圖像中的潛在缺陷進行兩兩配對，并計算每一潛在缺陷對的水平投影速度，統(tǒng)計所有潛在缺陷對在各水平投影速度出現(xiàn)的次數(shù)，得到“潛在缺陷對”速度直方圖；4)根據(jù)步驟3)的速度直方圖對所有潛在缺陷對進行分組，統(tǒng)計每組中潛在缺陷的數(shù)量，如果某組潛在缺陷數(shù)量超過閾值T_N，則判斷該組中所有潛在缺陷為同一真實缺陷，實現(xiàn)對真實缺陷運動速度的估計及跟蹤；5)在步驟3)所得到的速度直方圖中，剔除步驟3)中連續(xù)2N+1幀ROI圖像中的與第1幀ROI圖像上潛在缺陷相關的水平投影速度統(tǒng)計，增加與第2N+2幀ROI圖像上潛在缺陷相關的水平投影速度統(tǒng)計，得到新的連續(xù)2N+1幀ROI圖像中潛在缺陷對的速度直方圖，然后重復步驟4)，直至完成所有ROI圖像的處理。

所述X射線實時成像器件包括一設置在所述焊接工件內部的X射線源，所述X射線源發(fā)出X射線透過所述焊接工件照射到設置在所述焊接工件焊縫上端的圖像增強器，所述圖像增強器將X射線圖像轉化為可見光圖像并在其輸出端顯示，設置在所述圖像增強器輸出端上端的CCD攝像機采集所述可見光圖像并發(fā)送給計算機。

所述X射線實時成像器件包括一設置在所述焊接工件內部的X射線源，所述X射線源發(fā)出X射線透過所述焊接工件照射到設置在所述焊接工件焊縫上端的平板探測器，所述平板探測器將X射線圖像轉化為數(shù)字圖像并發(fā)送給計算機。

所述步驟3)對連續(xù)2N+1幀ROI圖像中的潛在缺陷進行兩兩配對，并計算每一潛在缺陷對的水平投影速度，具體計算過程為：對于任意一對不在同一幀ROI圖像上的潛在缺陷n₁＜n₂進行配對，如果潛在缺陷對同時滿足以下公式(1)和公式(2)，則按照公式(3)計算此潛在缺陷對所對應的水平投影速度

dN_min≤n₂-n₁≤dN_max????????????????(1)