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原文传递一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法

专利名称：	一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法
摘要：	本发明公开了一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法。目前对于复合材料进行无损检测的方法检测效率低，且检测成本高。本发明通过相机拍摄光源照射下的层合板，使用自适应阈值二值化算法分离层合板整体的损伤区域与未损伤区域，并使用图像融合与遗传算法结合来处理损伤区域边缘，得到准确的层合板整体损伤区域；使用OpenCV数据库处理不同光源亮度下获得的各成像照片，分离出层合板每一层的损伤区域完整图像，然后使用双曲正切函数对相同层的各组损伤区域完整图像边缘部分进行拟合，得到层合板每一层的损伤区域高清图像，最后叠加层合板每一层的损伤区域高清图像，得到层合板的3D损伤模型。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	陈占锋;黄亚鹏;李彦;李绪尧;梁益帆;王文;杨贺;王传勇;卢科青
专利状态：	有效
申请日期：	2022-11-02T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202211359404.0
公开号：	CN115615995A
代理机构：	杭州昊泽专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	黄前泽
分类号：	G01N21/88;G06T5/50;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/12;G06T7/70;G;G01;G06;G01N;G06T;G01N21;G06T5;G06T7;G01N21/88;G06T5/50;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/12;G06T7/70
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区
主权项：	1.一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：擦拭层合板表面，然后将层合板表面水分烘干；接着将层合板固定到层合板固定板上面，且使层合板损伤区域较小的一面朝下；步骤二：将相机固定在相机架上，并位于层合板上方；打开层合板固定板底部的光源，并用遮光罩罩住光源，光源的光透过遮光罩顶部的透光口以及层合板固定板的透光槽，照射在层合板底部；通过计算机观察相机的成像效果，调节相机架在相机固定板上的位置，使相机的拍摄中心对准损伤区域中心，然后固定相机架；步骤三：逐渐调大光源亮度，通过计算机观察相机的成像效果，直至相机传给计算机的成像照片中层合板损伤区域边界与其它部分有光差时，将此时的光源亮度作为初始的光源亮度保存在计算机中，且将此时的成像照片也保存在计算机中；步骤四：将光源亮度调高预设值，静置预设时间后，将成像照片保存在计算机中；步骤五：重复步骤四多次，获得不同光源亮度下的多张成像照片；然后，计算机计算各成像照片中所有像素点的亮度；步骤六：计算机使用自适应阈值二值化算法对各成像照片进行处理，使各成像照片中层合板损伤区域最大的那层的损伤区域被处理成明的部分，层合板的其余部分均被处理成暗的部分；步骤七：提取不同光源亮度下的各成像照片的损伤区域图像；步骤八：将步骤七中获得的各损伤区域图像进行融合，得到叠加损伤区域图像；然后，使用遗传算法对叠加损伤区域图像的边缘进行拟合；最后，将拟合后的叠加损伤区域图像边缘与叠加损伤区域图像中明的部分叠加，得到最终的层合板整体损伤区域图像；步骤九：使用OpenCV数据库将步骤五中在不同光源亮度下获得的各成像照片转化为数字化数据，然后通过给层合板由下至上的各层损伤区域被遮挡部分设置亮度分离范围，将层合板每张成像照片的各层损伤区域大于下层损伤区域部分的像素点数据分离出来，则除最底层外，其余每层损伤区域数据为该层损伤区域大于下层损伤区域部分的像素点数据、该层以下每层损伤区域大于该损伤区域下层损伤区域部分的像素点数据和最底层损伤区域像素点数据叠加而成，最底层损伤区域则为成像照片中亮度最大的像素点；将层合板各层损伤区域数据再转化为图像，得到各成像照片中层合板每一层的损伤区域完整图像；步骤十：针对步骤九中获得的各层损伤区域完整图像，对位于层合板相同层的各组损伤区域完整图像使用双曲正切函数拟合算法进行拟合，最终获得层合板每一层的损伤区域高清图像；步骤十一：将步骤十得到的层合板每一层的损伤区域高清图像叠加在一起，每一层的损伤区域高清图像用不同的颜色表示，最终获得层合板的3D损伤模型。 2.根据权利要求1所述一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法，其特征在于：所述光源的颜色选择赤色。 3.根据权利要求1所述一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法，其特征在于：所述光源的亮度最高为3000nit，光通量设置为1200LM。 4.根据权利要求1、2或3所述一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法，其特征在于：步骤七中提取成像照片的损伤区域，具体过程是：使用图像处理软件Photoshop，点击锁套多边形工具，用鼠标勾选出一个锁套，使该锁套包含图像中明的部分和明暗交界部分，然后通过“选择反向”命令选中未损伤区域，点击删除，并保存分离出来的损伤区域图像。 5.根据权利要求1、2或3所述一种基于热塑性材料层合板透光性特点的无损检测方法，其特征在于：步骤八中使用遗传算法对叠加损伤区域图像的边缘进行拟合的过程具体如下：①将叠加损伤区域图像的边缘划分为一个个边缘区域，得到初始种群；②针对每个边缘区域计算适应度值f(T)＝w1(T)w2(T)[u1(T)-u2(T)]2，其中，T表示灰度值阈值，w1(T)表示边缘区域内所有灰度值小于灰度值阈值的像素点个数，w2(T)表示边缘区域内所有灰度值大于或等于灰度值阈值的像素点个数，u1(T)表示边缘区域内所有灰度值小于灰度值阈值的各像素点的平均灰度值，u2(T)表示边缘区域内所有灰度值大于或等于灰度值阈值的各像素点的平均灰度值；③判断各边缘区域的适应度值是否达到平均适应度值为所有边缘区域适应度值总和除以边缘区域总数，选取适应度值达到平均适应度值的边缘区域作为下一代种群；④计算新一代种群的平均适应度值选取新一代种群中适应度值达到平均适应度值的边缘区域作为下一代种群；⑤重复执行步骤④三次以上，获得叠加损伤区域图像的边缘。