[發明專利]一種三維圖像的重構方法及板中不規則缺陷檢測裝置

在審

• 申請號: 202110079189.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112862971A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 鄭鋼豐;吳博林;李澤;劉松峰;董浩
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種三維圖像的重構方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、啟動驅動機構(3)，驅動超聲探頭(5)沿待檢測板狀工件表面進行超聲檢測，并接收超聲脈沖回波信號；

S2、將采集到的回波信號轉換為三維空間坐標；

S3、對三維空間坐標數據進行三維重構，三維重構過程中采用局部加權回歸散點平滑法對圖像進行平滑處理。

2.根據權利要求1所述的一種三維圖像的重構方法，其特征在于，在步驟S3中，以三維坐標中的x,y值確定需要平滑處理的數據，通過指定與x相鄰的數據范圍進行加權回歸從而獲得(x,y)的平滑值；回歸系數的定義：

在對應的平滑擬合方程中，梯度a和常數b定義為：

其中和分別是x和y的加權平均值；

設定采樣速度，選取所獲的采集數據來表示重構數據，采用局部加權回歸散點平滑法對重構數據進行平滑處理。

3.根據權利要求1所述的一種三維圖像的重構方法，其特征在于，在步驟S1中，在檢測前將待檢測板狀工件的表面網格化，以每個網格的中心或以網格的十字交點為超聲探頭(5)的檢測點，通過超聲脈沖回波法對檢測點進行逐點檢測。

4.根據權利要求3所述的一種三維圖像的重構方法，其特征在于，所述網格為方形網格，其邊長L滿足公式：

其中D為超聲探頭直徑。

5.根據權利要求1所述的一種三維圖像的重構方法，其特征在于，在步驟S1中，進行超聲檢測時，將待檢測板狀工件置入水槽(2)中使其處于水平狀態，驅動機構(3)驅動超聲探頭(5)浸入水槽(2)中對待檢測板狀工件實施檢測。

6.根據權利要求1所述的一種三維圖像的重構方法，其特征在于，在步驟S2中，以待檢測板狀工件其中一頂點為原點，以板身厚度方向為z軸，建立空間直角坐標系，根據網格的順序標號即可獲取缺陷點的x軸坐標和y軸坐標，探頭在檢測點所測的板狀工件厚度d即對應z軸坐標：

d＝vt/2

其中t為采集的一次回波時間和二次回波時間之間的差值，v為超聲波在板狀工件中的聲速。

7.應用如權利要求1～6中任意一項一種三維圖像的重構方法的板中不規則缺陷檢測裝置，其特征在于，包括固定在驅動機構(3)上的超聲探頭(5)，待檢測板狀工件表面劃分為網格狀的區域，所述超聲探頭(5)的軸線垂直于待檢測板狀工件的板面，驅動機構(3)驅動超聲探頭(5)對待檢測板狀工件板面的網格區域逐一檢測。

8.根據權利要求7所述的板中不規則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅動機構(3)為PLC四軸控制系統。

9.根據權利要求7所述的板中不規則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅動機構(3)的Z軸驅動段處設置有夾持器(4)，夾持器(4)將超聲探頭(5)夾持固定。

10.根據權利要求7所述的板中不規則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅動機構(3)安裝在固定架(1)上，固定架(1)上固定有水槽(2)；待檢測板狀工件浸入水槽(2)中并呈水平布置，所述驅動機構(3)驅動超聲探頭(5)浸入水槽(2)中完成對待檢測板狀工件網格區域的逐點檢測。