[發明專利]一種裂紋檢測系統

有效

• 申請號: 201711415148.1
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108287164B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 黃陸君;唐丹;王欣;趙平;潘文武
• 申請（專利權）人: 深圳天眼激光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

1.一種裂紋檢測系統，其特征在于，包括搭載裝置、裂紋檢測裝置和數據處理裝置，所述裂紋檢測裝置安裝于搭載裝置上，并與所述數據處理裝置連接；

所述裂紋檢測裝置包括高清相機和點陣激光器，所述高清相機用于拍攝被測目標的裂紋圖像，所述點陣激光器用于獲取被測目標的三維掃描數據；

所述數據處理裝置用于根據所述被測目標的三維掃描數據和裂紋圖像進行被測目標的裂紋提取和裂紋參數計算；

所述數據處理裝置包括三維計算模塊、裂紋計算模塊和顯示模塊；

所述三維計算模塊用于根據三維掃描數據獲取被測目標上的三維點云數據，根據所述三維點云數據建立被測目標的三維模型；

所述裂紋計算模塊用于將所述裂紋圖像映射到被測目標的三維模型上，并將三維模型按照激光光斑分布進行網格化，對于每一個網格單元進行插值后，再次進行網格化，提取裂紋在所經過的所有網格單元中的定點，并將最近的定點作為該段裂紋到高清相機的距離，通過小孔成像原理計算該段裂紋的寬度和長度，并通過所述顯示模塊顯示計算結果。

2.根據權利要求1所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述搭載裝置包括無人機和防護外殼，所述無人機設于防護外殼內。

3.根據權利要求2所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述搭載裝置還包括圖像回傳模塊，所述無人機在飛行過程中拍攝周邊環境的圖像，所述圖像回傳模塊用于將拍攝圖像傳輸至數據處理裝置進行顯示。

4.根據權利要求1所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述裂紋檢測裝置還包括LED補光光源，所述LED補光光源具有與自然光相近的光譜，用于在黑暗或者弱光環境下為所述高清相機補光。

5.根據權利要求4所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述裂紋檢測裝置還包括控制模塊，所述控制模塊分別與高清相機、點陣激光器和LED補光光源連接，用于分別對高清相機、點陣激光器和LED補光光源進行控制，并讀取高清相機拍攝的裂紋圖像及點陣激光器獲取的三維掃描數據，將所述裂紋圖像及三維掃描數據傳輸至數據處理裝置。

6.根據權利要求5所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述點陣激光器具有正方形點陣分布的激光光源，并具有規則的激光光斑分布，所述點陣激光器的激光出射角度不大于30°，激光發散角度不大于1mrad。

7.根據權利要求6所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述點陣激光器的主軸和高清相機的主光軸平行，設所述點陣激光器的主軸和高清相機的安裝距離為H，根據所述高清相機的小孔成像原理得到如下關系：

上述公式中，D_i為高清相機到被測目標表面的距離，θ_i為當前激光出射線與點陣激光器的主軸在xOy平面上與x軸之間的夾角，β_i為通過高清相機拍攝的裂紋圖像和三維計算模塊計算出的當前激光出射線與xOy平面之間的夾角。

8.根據權利要求1至7任一項所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述高清相機為具有500萬像素和15fps幀頻的低畸變相機。

9.根據權利要求2所述的裂紋檢測系統，其特征在于，所述無人機采用碳纖維材料構成，所述防護外殼采用碳纖維加玻璃纖維材料構成。