[發(fā)明專利]一種飛機(jī)蒙皮表面狀態(tài)物理特征的測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010056102.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN111256594B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾向榮;劉衍;龍?chǎng)?/a>;周典樂;孫博良;鐘志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙大珂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

1.一種飛機(jī)蒙皮表面狀態(tài)物理特征的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟S1，采用圖像采集系統(tǒng)來采集監(jiān)測(cè)對(duì)象表面裂紋圖像；

步驟S2，圖像灰度化，將所述監(jiān)測(cè)對(duì)象表面裂紋圖像從光信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，運(yùn)用矩陣表示數(shù)字圖像，以二維數(shù)組的形式來存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，二維數(shù)組的行坐標(biāo)取值對(duì)應(yīng)圖像的高值，二維數(shù)組的列坐標(biāo)取值對(duì)應(yīng)圖像的寬值，二維數(shù)組中元素則與圖像中的像素值對(duì)應(yīng)，其取值就是像素的灰度值；

步驟S3，采用空間域?yàn)V波器、銳化濾波器或者中值濾波器中一種或多種對(duì)裂紋圖像進(jìn)行濾波處理以增強(qiáng)圖像；

步驟S4，采用改進(jìn)區(qū)域生成方法進(jìn)行圖像二值化；

步驟S5，采用多次膨脹和腐蝕運(yùn)算來對(duì)裂紋區(qū)域、輪廓邊緣進(jìn)行修正，其中膨脹算法用于改善圖像二值化后裂紋區(qū)域的連通性，腐蝕算法用于抑制圖像二值化后裂紋區(qū)域噪聲；

步驟S6，提取裂紋圖像的裂紋骨架，采用細(xì)化操作方法來尋找裂紋圖像的裂紋骨架，用所述裂紋骨架來取代原有裂紋圖像，以及采用裂紋邊界提取來提取裂紋輪廓；

步驟S7，基于提取裂紋骨架計(jì)算裂紋長(zhǎng)度包括如下步驟：將裂紋骨架抽象為二叉樹結(jié)構(gòu)，基于構(gòu)造的裂紋骨架的二叉樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行修枝以提取裂紋主干，并基于所述提取裂紋主干計(jì)算裂紋長(zhǎng)度；

步驟S8，基于提取的裂紋輪廓計(jì)算裂紋寬度；

所述步驟S1的具體過程為，所述圖像采集系統(tǒng)主要包括CCD攝像機(jī)、LED燈、固定裝置、視頻采集卡和計(jì)算機(jī)，其中CCD攝像機(jī)是一種能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并輸出視頻信號(hào)的器件，LED燈主要用來照明，使得設(shè)施能被清晰監(jiān)測(cè)，固定裝置主要用來固定CCD攝像機(jī)以及LED燈的位置，通過調(diào)整其位置來尋找拍攝裂紋圖像的最佳位置，以采集高質(zhì)量的裂紋圖像，視頻采集卡也叫視頻卡，是將CCD攝像機(jī)輸出的視頻數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，并轉(zhuǎn)換成可辨別的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，成為可編輯處理的視頻數(shù)據(jù)文件；

所述改進(jìn)區(qū)域生成方法步驟如下：(1)采用鼠標(biāo)點(diǎn)取的方式，獲得裂紋區(qū)域中若干點(diǎn)的灰度值g₁,g₂,…,g_n，算得該組灰度值的平均值g_mean，并標(biāo)記選出的第一個(gè)點(diǎn)(x,y)為生長(zhǎng)種子；(2)以(x,y)為起始點(diǎn)進(jìn)行八鄰域生長(zhǎng)，當(dāng)鄰域內(nèi)像素點(diǎn)(x′,y′)的灰度值g′滿足|g′-g_mean|＜T時(shí)，T為預(yù)設(shè)值，把(x′,y′)標(biāo)記為種子區(qū)域，并更新灰度平均值g_mean，否則不操作；(3)重復(fù)(2)，直到種子區(qū)域不能再生長(zhǎng)獲得滿足條件的像素點(diǎn)；(4)把種子區(qū)域的像素點(diǎn)置為0，其余置1；

所述將裂紋骨架抽象為二叉樹結(jié)構(gòu)的過程為，將八鄰域內(nèi)只有兩個(gè)前景點(diǎn)的像素枝干點(diǎn)與二叉樹中枝干對(duì)應(yīng)，將八鄰域內(nèi)只有三個(gè)前景點(diǎn)像素分支點(diǎn)與二叉樹中分支點(diǎn)對(duì)應(yīng)，將八鄰域內(nèi)只有三個(gè)前景點(diǎn)像素端點(diǎn)與二叉樹的樹根或樹葉對(duì)應(yīng)，并利用先根遍歷獲取各像素點(diǎn)的信息。

2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述基于構(gòu)造的裂紋骨架的二叉樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行修枝以提取裂紋主干的過程為：(1)任選裂紋骨架上一點(diǎn)A(x,y)，作為二叉樹的根開始遍歷，遍歷的同時(shí)計(jì)算各點(diǎn)距離根A(x,y)的像素距離，坐標(biāo)相鄰的兩點(diǎn)，其像素距離記為1個(gè)像素；坐標(biāo)成45度的兩點(diǎn)，其像素距離記為個(gè)像素；(2)遍歷后找到離A(x,y)像素距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)，記為S；(3)以S為起點(diǎn)，按照(1)中描述，再次遍歷；(4)遍歷后找到離S像素距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)，記為D；(5)找到除S和D點(diǎn)外的其余端點(diǎn)；從這些端點(diǎn)出發(fā)，沿其枝干找到主干上的分枝點(diǎn)，將沿途點(diǎn)都置為背景點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述基于所述提取裂紋主干計(jì)算裂紋長(zhǎng)度的過程為：以所述裂紋主干提取方法中找到的S點(diǎn)為起點(diǎn)進(jìn)行遍歷，遍歷的同時(shí)計(jì)算枝干上像素點(diǎn)的長(zhǎng)度L，其中坐標(biāo)相鄰的兩點(diǎn)，其像素距離記為1個(gè)像素；坐標(biāo)成45度的兩點(diǎn)，其像素距離記為個(gè)像素。