[發明專利]一種基于單目視覺的船舶液體容器缺陷檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202011504088.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112489041B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 鄭偉;王靜;陶模;陳朝旭;馮毅;李獻領;周宏寬;劉偉;邱志強;柯志武;勞星勝;柳勇;肖頎;王俊榮;李邦明
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/207;G06K9/62
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

本發明提供一種基于單目視覺的船舶液體容器缺陷檢測方法，包括將多個示蹤粒子均勻投放于液體容器內，在第一時間間距內連續采集包括多個示蹤粒子位置的多幀檢測圖像；使用特征點跟蹤算法依次提取示蹤粒子在相鄰檢測圖像間的位移軌跡；將對應連續多個位移軌跡進行疊加，獲取示蹤粒子在第一時間間距內的位移軌跡圖像；根據位移軌跡圖像中示蹤粒子的軌跡判定液體容器中是否存在缺陷區域，及缺陷區域在液體容器中的位置信息。該方法及系統，可將示蹤粒子測量流體這一技術轉用于船舶液體容器，實現對船舶靜止液體容器內部微小裂縫的早期檢測。

技術領域

本發明屬于大型設備的內部異常檢測領域，具體涉及一種基于單目視覺的船舶液體容器缺陷檢測方法及系統。

背景技術

船舶動力系統，包括眾多大型液體容器，如各種水箱、冷凝器、滑油箱等，其狀態關系到船舶機電系統整體運行安全。此類液體容器的缺陷，如漏液、污垢等，會影響液體容器的運行效果。當前對于漏液這類缺陷情況，一般通過水位傳感器對水位進行監測，但當持續有液體進入情況下，容器內的微小漏液沒無法進行測量，更多需要通過人工檢查。對于內部污垢積存這類缺陷情況，也只能在容器停止運行情況下，進行人工檢查。

目前，粒子圖像測量技術PIV，是一種通過在流體中釋放示蹤粒子，再對流體速度進行精確測量的非接觸式測量方法。這種測量方法具有高精度、瞬態、無接觸、全場測量的特點，適用于非定常流程的流速測量。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，發明人發現為準確捕捉低流速狀態下示蹤粒子的軌跡變化，可以采用高精度單目相機以獲得粒子軌跡變化。因此，本發明提供了一種基于單目視覺的液體容器內部缺陷檢測方法與系統，可將使用示蹤粒子測量流體這一技術轉用于船舶液體容器，其特征在于針對靜止狀態的液體容器內缺陷進行檢測，其中，采用高精度單目相機獲得軌跡變化曲線的二維投影線條而無需通過多目相機獲得三維坐標與軌跡，即可探測靜止液體內示蹤粒子運動軌跡的異常，從而發現缺陷位置，實現對船舶靜止液體容器內部微小裂縫的早期檢測。

為實現上述目的，本發明本發明第一方面提供一種基于單目視覺的船舶液體容器缺陷檢測方法，包括：

將多個示蹤粒子均勻投放于所述液體容器內，在第一時間間距內連續采集包括多個所述示蹤粒子位置的檢測圖像；

使用特征點跟蹤算法依次提取所述示蹤粒子在相鄰檢測圖像間的位移軌跡；將對應連續多個所述位移軌跡進行疊加獲取所述示蹤粒子在所述第一時間間距內的位移軌跡圖像；

根據所述位移軌跡圖像中示蹤粒子的軌跡判定所述液體容器中是否存在缺陷區域，及所述缺陷區域在液體容器中的位置信息；

其中，所述示蹤粒子的密度大于所述液體容器中液體的密度。

進一步地，所述在第一時間間距內連續采集包括多個所述示蹤粒子位置的檢測圖像包括：

將至少一檢測光源投射至所述液體容器中所述示蹤粒子分布區域；

使用至少一單目相機在第一時間間距內連續采集包括多個所述示蹤粒子位置的多幀檢測圖像；

其中，所述示蹤粒子為用于將所述檢測光源散射的固體顆粒，所述示蹤粒子的個數至少為10個。

進一步地，所述根據所述位移軌跡圖像中示蹤粒子的軌跡判定所述液體容器中是否存在缺陷區域包括：

如果所述位移軌跡圖像中同時存在多個所述示蹤粒子位移軌跡偏移和位移軌跡消失，則判定所述液體容器內存在缺陷區域。

進一步地，所述缺陷區域在液體容器中的位置信息包括：

在所述位移軌跡圖像中建立第一坐標系，提取多個所述示蹤粒子軌跡消失的像素點在所述第一坐標系中擬合，獲取第一位置信息；