[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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• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115713622A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 計效園;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）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/75;G06V10/774;G06N20/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;廖盈春

本發(fā)明提供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)，包括：基于虛擬射線成像系統(tǒng)對鑄件的三維模型進行射線仿真成像，得到鑄件的仿真探傷圖像；基于射線探傷系統(tǒng)對鑄件進行射線成像，得到鑄件的真實探傷圖像；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探傷圖像進行對比，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行分類。本發(fā)明通過無缺陷仿真探傷圖像與真實鑄件探傷圖像的對比法能很好的對圖像中鑄件結構和鑄件缺陷的區(qū)域進行區(qū)分，不易將鑄件結構納入誤檢的范圍，大大提高了鑄件缺陷檢測的準確率。

技術領域

本發(fā)明屬于鑄件產品質量檢測領域，更具體地，涉及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)。

背景技術

航空、航天、汽車、軌道交通、工程機械等行業(yè)重大裝備用復雜鑄件制造過程存在“關鍵質量點超差、質量波動大”等共性難題。

目前，鑄造行業(yè)進行鑄件質量檢測主要依賴對鑄件X射線探傷圖像進行人工或計算機自動檢測。又因為各鑄造企業(yè)的實際工藝的差異導致缺陷問題影響因素紛繁復雜，無論是人工還是計算機檢測，對鑄件的缺陷檢測容易出現(xiàn)漏檢和誤檢的情況，這將極大的影響鑄件的實際使用或鑄件后續(xù)的工藝優(yōu)化。由于鑄件結構的重疊和部分缺陷在探傷圖像上的表現(xiàn)形式相似，計算機自動檢測對這些部分的缺陷誤檢漏檢率高，容易產生較大的誤差，導致鑄件質量檢測的可信度較低，實用性較差，導致工藝尋因上會存在困難，鑄件產品質量難以得到有效控制。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供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)，旨在解決現(xiàn)有鑄件射線探傷方式檢測缺陷的容易出現(xiàn)漏檢和誤檢的情況，影響鑄件的實際使用或鑄件后續(xù)的工藝優(yōu)化問題。

為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種基于三維模型和探傷圖像的鑄件缺陷檢測方法，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)對鑄件進行射線成像，得到鑄件的真實探傷圖像；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探傷圖像進行對比，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行分類。

需要說明的是，鑄件三維模型為無缺陷的鑄件模型。

在一個可選的示例中，所述虛擬射線成像系統(tǒng)包括：光源面板、成像面板以及轉盤；

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

所述光源面板和成像面板之間設置有鑄件三維模型；所述鑄件三維模型由多個三角面片組成，根據(jù)真實的待探測鑄件結構搭建而成；

所述轉盤設置在鑄件三維模型底部，用于對三維模型進行旋轉，以調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行成像。

在一個可選的示例中，基于虛擬射線成像系統(tǒng)對鑄件的三維模型進行射線仿真成像，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；

將三維模型的每個三角面片內任意一點理解為沿著三角面片的兩條邊移動得到，并基于三角面片內任意一點在兩條邊方向的長度與兩條邊邊長的比例、三角面片三個頂點的坐標確定三角面片上任意一點的坐標；