[發(fā)明專利]一種基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法、裝置及設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010796232.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN111948286A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧露;許紹鵬;史鵬;王維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44;G06N3/04;G06N3/08;G01L1/25
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王雨

本發(fā)明公開了一種基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法，通過接收待測(cè)樣品的結(jié)構(gòu)材料信息及超聲波探測(cè)信號(hào)；根據(jù)所述結(jié)構(gòu)材料信息，確定對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型；根據(jù)所述超聲波探測(cè)信號(hào)，通過所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型得到所述待測(cè)樣品的應(yīng)力信息；所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型為通過預(yù)設(shè)的樣本集訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單且不會(huì)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)造成任何損傷，檢測(cè)成本較低；只要有足夠的超聲波樣本供神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模型的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度就很高，從而可大幅提升檢測(cè)精度和檢測(cè)效率；此外，超聲波檢測(cè)應(yīng)力，不受待測(cè)樣品的材料限制，普適性較強(qiáng)。本發(fā)明還提供了一種具有上述優(yōu)點(diǎn)的基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法、裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)由于外因(受力、濕度、溫度場(chǎng)變化等)而變形時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力以抵抗這種外因的作用，這種內(nèi)力就是應(yīng)力，應(yīng)力是反映結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和安全狀態(tài)最直接的指標(biāo)，如能得到結(jié)構(gòu)的精確應(yīng)力值，就可以對(duì)結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，從而避免一系列工程事故的發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失。

傳統(tǒng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力方法根據(jù)檢測(cè)時(shí)是否會(huì)對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成損壞分為有損和無損兩類檢測(cè)方法。有損方法主要是有鉆孔法、環(huán)芯法、剝層應(yīng)變法等，但這些方法需要破壞材料使應(yīng)力釋放，這就對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成削弱，而大多實(shí)際需檢測(cè)的結(jié)構(gòu)是不允許被損壞的，因此無損檢測(cè)受到越來越多的關(guān)注。無損檢測(cè)方法主要有電學(xué)檢測(cè)法(電阻式應(yīng)變檢測(cè)法和振弦式應(yīng)變檢測(cè)法)、磁學(xué)檢測(cè)法(磁彈性法、巴克豪森噪訊法、磁聲發(fā)射法、金屬磁記憶檢測(cè)法)、X射線衍射法等。然而，有損檢測(cè)方法不僅精度低、操作復(fù)雜、而且還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷；電學(xué)檢測(cè)法只能檢測(cè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力增量而無法檢測(cè)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)；磁學(xué)檢測(cè)法只能用于檢測(cè)鐵磁性材料；X射線衍射法設(shè)備昂貴，對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求相對(duì)較高。

因此，如何兼顧多種材料的探測(cè)對(duì)象，且能低成本高精度地完成對(duì)探測(cè)對(duì)象的應(yīng)力檢測(cè)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法、裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中精度低、適用面窄及成本較高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法，包括：

接收待測(cè)樣品的結(jié)構(gòu)材料信息及超聲波探測(cè)信號(hào)；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)材料信息，確定對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型；

根據(jù)所述超聲波探測(cè)信號(hào)，通過所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型得到所述待測(cè)樣品的應(yīng)力信息；所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型為通過預(yù)設(shè)的樣本集訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

可選地，在所述的基于超聲波和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)力檢測(cè)方法中，所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型的訓(xùn)練方法包括：

獲取驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，所述驗(yàn)證數(shù)據(jù)集包括多個(gè)樣本超聲波信號(hào)及與所述樣本超聲波信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的樣本應(yīng)力值；

將所述驗(yàn)證數(shù)據(jù)集作為待訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入量，得到與所述樣本超聲波信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)應(yīng)力值；

根據(jù)所述樣本應(yīng)力值及所述預(yù)測(cè)應(yīng)力值得到所述待訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的當(dāng)前準(zhǔn)確率；

判斷所述當(dāng)前準(zhǔn)確率是否不小于目標(biāo)準(zhǔn)確率；

當(dāng)所述當(dāng)前準(zhǔn)確率小于所述目標(biāo)準(zhǔn)確率時(shí)，更新所述輸入量，得到校正數(shù)據(jù)集；所述校正數(shù)據(jù)集包括至少一個(gè)與所述輸入量不同的樣本超聲波信號(hào)及對(duì)應(yīng)的樣本應(yīng)力值；

將所述校正數(shù)據(jù)集作為所述待訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型新的輸入量，循環(huán)所述得到所述樣本超聲波信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)應(yīng)力值至所述更新所述輸入量，得到校正數(shù)據(jù)集的步驟，直至所述當(dāng)前準(zhǔn)確率不小于所述目標(biāo)準(zhǔn)確率，得到所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力模型。