[發(fā)明專利]一種三維圖像的重構(gòu)方法及板中不規(guī)則缺陷檢測裝置

在審

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• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN112862971A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭鋼豐;吳博林;李澤;劉松峰;董浩
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20;G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種三維圖像的重構(gòu)方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，驅(qū)動(dòng)超聲探頭(5)沿待檢測板狀工件表面進(jìn)行超聲檢測，并接收超聲脈沖回波信號(hào)；

S2、將采集到的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為三維空間坐標(biāo)；

S3、對三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重構(gòu)，三維重構(gòu)過程中采用局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法對圖像進(jìn)行平滑處理。

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

在對應(yīng)的平滑擬合方程中，梯度a和常數(shù)b定義為：

其中和分別是x和y的加權(quán)平均值；

設(shè)定采樣速度，選取所獲的采集數(shù)據(jù)來表示重構(gòu)數(shù)據(jù)，采用局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法對重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像的重構(gòu)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(wǎng)格化，以每個(gè)網(wǎng)格的中心或以網(wǎng)格的十字交點(diǎn)為超聲探頭(5)的檢測點(diǎn)，通過超聲脈沖回波法對檢測點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)檢測。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三維圖像的重構(gòu)方法，其特征在于，所述網(wǎng)格為方形網(wǎng)格，其邊長L滿足公式：

其中D為超聲探頭直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像的重構(gòu)方法，其特征在于，在步驟S1中，進(jìn)行超聲檢測時(shí)，將待檢測板狀工件置入水槽(2)中使其處于水平狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)驅(qū)動(dòng)超聲探頭(5)浸入水槽(2)中對待檢測板狀工件實(shí)施檢測。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像的重構(gòu)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(diǎn)為原點(diǎn)，以板身厚度方向?yàn)閦軸，建立空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)網(wǎng)格的順序標(biāo)號(hào)即可獲取缺陷點(diǎn)的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)，探頭在檢測點(diǎn)所測的板狀工件厚度d即對應(yīng)z軸坐標(biāo)：

d＝vt/2

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

7.應(yīng)用如權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)一種三維圖像的重構(gòu)方法的板中不規(guī)則缺陷檢測裝置，其特征在于，包括固定在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)上的超聲探頭(5)，待檢測板狀工件表面劃分為網(wǎng)格狀的區(qū)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)驅(qū)動(dòng)超聲探頭(5)對待檢測板狀工件板面的網(wǎng)格區(qū)域逐一檢測。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板中不規(guī)則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)為PLC四軸控制系統(tǒng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板中不規(guī)則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的Z軸驅(qū)動(dòng)段處設(shè)置有夾持器(4)，夾持器(4)將超聲探頭(5)夾持固定。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板中不規(guī)則缺陷檢測裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)驅(qū)動(dòng)超聲探頭(5)浸入水槽(2)中完成對待檢測板狀工件網(wǎng)格區(qū)域的逐點(diǎn)檢測。