[發(fā)明專利]一種基于三維模型和探傷圖像的鑄件缺陷檢測方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211446602.0
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115713622A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 計(jì)效園;李沁陽;侯明君;孫曉龍;吳楚澔;周建新;殷亞軍;沈旭
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/75;G06V10/774;G06N20/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;廖盈春

1.一種基于三維模型和探傷圖像的鑄件缺陷檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

基于虛擬射線成像系統(tǒng)對鑄件的三維模型進(jìn)行射線仿真成像，得到鑄件的仿真探傷圖像；

基于射線探傷系統(tǒng)對鑄件進(jìn)行射線成像，得到鑄件的真實(shí)探傷圖像；所述虛擬射線成像系統(tǒng)與射線探傷系統(tǒng)的成像參數(shù)相同，所述成像參數(shù)包括：鑄件角度、射線角度及成像參數(shù)；

對仿真探傷圖像和真實(shí)探傷圖像進(jìn)行對比，確定鑄件的缺陷信息；所述缺陷信息包括缺陷的形貌和位置；

基于鑄件的缺陷信息對缺陷進(jìn)行分類。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬射線成像系統(tǒng)包括：光源面板、成像面板以及轉(zhuǎn)盤；

所述光源面板以仿真的射線光源出射點(diǎn)為幾何中心，以幾何中心為原點(diǎn)建立光源的坐標(biāo)系，以模擬射線成像過程；

所述光源面板和成像面板之間設(shè)置有鑄件三維模型；所述鑄件三維模型由多個(gè)三角面片組成，根據(jù)真實(shí)的待探測鑄件結(jié)構(gòu)搭建而成；

所述轉(zhuǎn)盤設(shè)置在鑄件三維模型底部，用于對三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整三維模型相對光源面板的角度；

所述成像面板用于對仿真射線穿透鑄件三維模型后情況進(jìn)行成像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于虛擬射線成像系統(tǒng)對鑄件的三維模型進(jìn)行射線仿真成像，得到鑄件的仿真探傷圖像，具體為：

基于射線的出射方向和射線的傳播距離確定射線與任意平面的交點(diǎn)；

將三維模型的每個(gè)三角面片內(nèi)任意一點(diǎn)理解為沿著三角面片的兩條邊移動(dòng)得到，并基于三角面片內(nèi)任意一點(diǎn)在兩條邊方向的長度與兩條邊邊長的比例、三角面片三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)確定三角面片上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)；

結(jié)合射線與任意平面交點(diǎn)和三角面片上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)確定每條射線與三維模型的多個(gè)交點(diǎn)，并根據(jù)每條射線與三維模型的多個(gè)交點(diǎn)信息確定射線穿透三維模型的厚度；

根據(jù)射線傳播介質(zhì)衰減原理和每條射線穿透三維模型的厚度確定每天射線穿透三維模型后的強(qiáng)度；

基于每條射線穿透三維模型后的強(qiáng)度得到鑄件的仿真探傷圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述射線與任意平面的交點(diǎn)P₁為：P₁＝O+tD；其中，O為射線的出射點(diǎn)，D為射線的出射方向，t為射線的傳播距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，設(shè)三角面片的三個(gè)頂點(diǎn)分別為A、B及C；則所述三角面片上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)P₂為：

P₂＝(1-u-v)V₁+uV₂+vV₃

其中，u為該點(diǎn)在AC方向上的長度與AC線段長度的比值，v為該點(diǎn)在AB方向上的長度與AB線段長度的比值；V₁，V₂和V₃分別為頂點(diǎn)A、C、B的坐標(biāo)；

當(dāng)P₂＝P₁，且u≥0，v≥0，u+v≤1時(shí)，射線與三角面片相交。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)每條射線與三維模型的多個(gè)交點(diǎn)信息確定射線穿透三維模型的厚度，具體為：

根據(jù)三維模型的參數(shù)和射線與三角面片的交點(diǎn)信息確定射線與三維模型各個(gè)面的交點(diǎn)；

沿著射線出射方向?qū)ι渚€與三維模型各個(gè)面的交點(diǎn)進(jìn)行奇偶數(shù)編號，奇數(shù)交點(diǎn)為射線入射到三維模型，偶數(shù)交點(diǎn)為射線從三維模型出射，根據(jù)奇偶數(shù)交點(diǎn)之間的坐標(biāo)差確定射線穿透三維模型的厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對仿真探傷圖像和真實(shí)探傷圖像進(jìn)行對比之前，還包括如下步驟：

選用最小二乘法對仿真探傷圖像上像素點(diǎn)的灰度信息進(jìn)行擬合，以將仿真探傷圖像和真實(shí)探傷圖像匹配。