[發明專利]一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法

有效

• 申請號: 201810087207.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108444934B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 高斌;馮琪智
• 申請（專利權）人: 四川沐迪圣科技有限公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01J5/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法，通過基于傳統的區域生長法和熱圖像信號重構算法相結合，利用峭度選擇出經過重構之后的熱圖像，將峭度值最大的熱圖像進行分割，利用熱圖像物理規律及MMRT算法，自動選擇出的種子點，并以此為起始種子點生長，最后根據圖像均值及缺陷像素比率自動的選擇閾值，得出分割最優的圖像進行定量分析，通過試件面積與熱圖像中像素點的對應模型及比例關系獲得缺陷大小及量化準確率。

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，更為具體地講，涉及一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法。

背景技術

無損檢測技術是指在不損害被測對象性能和結構的前提下，對其狀態特性和物理性能進行檢測，而檢測可分為定性分析和定量分析，定性分析是對研究對象進行“質”的方面的分析，只需知道物理量的性質，例如缺陷的有無；而定量分析時對現象的數量特征、數量關系與數量變化的分析，例如缺陷的具體尺寸和深度。目前使用的熱成像檢測技術前期主要圍繞定性分析，利用激勵源激勵并實現不同大小缺陷的快速檢測，并采用特征提取處理算法增強缺陷信息，但定量分析更加詳細具體，有助于后期維修及材料性能判定，更加科學準確，并通過數學模型能計算出對象的各項指標及數值。

碳纖維增強復合材料由于強度高、變形小、重量低和耐高溫等出色的物理性能，而廣泛應用于人造衛星結構體、飛機承力件和導彈彈頭等，為保證產品質量和服役安全，需監控其內部質量，紅外熱成像檢測技術被廣泛用于各類缺陷的快速檢測，再通過對包含缺陷信息的紅外熱圖像序列做特征提取和圖像分割，實現定性分析和定量檢測，量化缺陷信息來消除安全隱患，更具有應用現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法，通過傳統的區域生長法和特征提取算法相結合，對碳纖維增強復合材料脫粘缺陷進行自動分割及量化，從而實現自動識別和定位缺陷位置。

為實現上述發明目的，本發明一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、圖像預處理

(1.1)、對被測試件進行熱加載，采集被測試件的紅外熱圖像序列；

(1.2)、利用熱圖像信號重構算法對紅外熱圖像序列進行重構

將紅外熱圖像序列的溫度響應從時域轉換到對數域，擬合成n次多項式函數：

ln(T(0,t))＝a₀+a₁ln(t)+a₂[ln(t)]²…+a_n[ln(t)]ⁿ

其中，表示熱擴散率，kρc分別表示被測試件的熱導率、密度和比熱容；Q為表面總能量，t為時間；a₀,a₁,…,a_n分別對應壓縮之后的n+1幀圖像的系數；

(2)、圖像自動分割

(2.1)、計算重構后的n+1幀圖像的峭度值；

其中，K_i表示第i幀圖像的峭度值，i＝0,1,2,…,n；表示第i幀圖像中第j個像素點的像素值，μ_i,σ_i分別表示第i幀圖像的像素均值和標準差，M表示第i幀圖像中像素點總個數；

選出最大峭度值對應的該幀圖像并作為最佳熱圖像；

(2.2)、將最佳熱圖像劃分為非試件區域、試件的非缺陷區域和試件的脫粘區域；

(2.3)、在試件的非缺陷區域中自動選擇起始種子點