一种基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法技术

本发明专利技术涉及一种基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，包括：获取复合材料铺丝产品的表面点云数据；对表面点云数据进行平面拟合，得到拟合平面；计算表面点云数据中所有点到拟合平面的距离；将表面点云数据进行OBB外包围盒包络，并与步骤S3计算的距离数据结合，生成灰度图；构建预训练的铺丝缺陷类型语义分割网络，将生成的灰度图作为输入，对灰度图进行缺陷区域分割与识别；将铺丝缺陷类型语义分割网络输出的分割结果映射至点云，并进行缺陷评估与可视化。本发明专利技术可实现复材铺丝表面缺陷的高精度测量与缺陷类型识别，解决现有技术中复材铺丝表面缺陷检测与识别时检测效率和精度低、适用性差等问题。适用性差等问题。适用性差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法


[0001]本专利技术属于工业自动化检测
，具体涉及一种基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法。

技术介绍

[0002]复合材料在航空航天、汽车等高科技领域的广泛应用促进了复材产品制作工艺与精度的快速发展。复合材料的特殊性导致其制作工艺较为复杂，早期部分的复材成形是通过手糊成型，随着自动化技术的发展与应用，逐渐出现了三维编制成型、缠绕成型和自动铺放成型等方式，其中，复合材料自动铺放成型是树脂基复材成型代表技术之一，它既涉及材料制造工艺，又涉及CAD/CAM/CAE技术和机电自动化控制，是多学科交叉技术，现已成为国际上发达国家航空航天相关构件的主流成型技术。
[0003]复合材料在自动铺放过程中，会因为设备精度、铺丝轨迹等原因导致一些外部缺陷(如翘起、褶皱、扭转和搭接等)，为了满足复材产品应用精度需求，对复合材料铺丝的表面缺陷类型检测的同时，对缺陷本身的级别进行量化评估显得极为关键和迫切。然而，目前对于复合材料铺丝的表面缺陷检测大多依然通过人眼检测方式进行，效率低下，且人工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、获取复合材料铺丝产品的表面点云数据；步骤S2、对表面点云数据进行平面拟合，得到拟合平面；步骤S3、计算表面点云数据中所有点到拟合平面的距离；步骤S4、将表面点云数据进行OBB外包围盒包络，并与步骤S3计算的距离数据结合，生成灰度图；步骤S5、构建预训练的铺丝缺陷类型语义分割网络，将生成的灰度图作为输入，对灰度图进行缺陷区域分割与识别；步骤S6、将铺丝缺陷类型语义分割网络输出的分割结果映射至点云，并进行缺陷评估与可视化。2.根据权利要求1所述的基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，其特征在于，步骤S1包括：将待测复合材料铺丝产品放置于高精密直线电机模组移动平台，再于高精密直线电机模组移动平台的正上方架设3D高速摄像机；在铺丝完成后，高精密直线电机模组移动平台驱动待测复合材料铺丝产品移动通过3D高速摄像机拍摄区，完成复合材料铺丝产品表面的点云数据采集。3.根据权利要求1所述的基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S201、在表面点云数据中随机选取不共线的三个点，计算其平面方程；步骤S202、设定阈值T，计算其他点到不共线的三个点确定的平面的距离a，当a<T时，对应点视为内点；步骤S203、重复步骤S201和步骤S202l次，选取得到内点最多的平面，最后使用所有的内点重新拟合，拟合得到最终的平面方程Ax+By+Cz+D＝0。4.根据权利要求3所述的基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，其特征在于，步骤S3包括：计算每个点到拟合平面的欧氏距离，点(x0,y0,z0)到平面Ax+By+Cz+D＝0的距离d公式为：5.根据权利要求1所述的基于点云转图像的复材铺丝表面缺陷检测与识别方法，其特征在于，步骤S4包括：步骤S401、通过OBB法，确定包络整个表面点云数据的最小外包围盒；步骤S402、对最小外包围盒进行平面方向子包围盒均匀切分，将其均匀切分为若干512*512的子包围盒；步骤S403、计算每一个子包围盒中的每一个点与拟合平面的距离，并计算出每一个子包围盒与拟合平面的距离均值；步骤S404、将每一个子包围盒与拟合平面的距离均值进行归一化，接着转化为图像灰
度值0
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255，由此将表面点云数据以每个子包围盒为一个图像像素，以子包围盒与拟合平...

【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，汪俊，黄安义，谢乾，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：