一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理领域，具体涉及根据图像检测金属疲劳源位置的方法与系统。包括：提取出零件断口区域及中心点；对提取的零件断口区域图像进行处理，以中心点为原点建立中心坐标系；计算区域中心点各方向上的像素值的变化情况，得到像素值变化的脉冲图，根据脉冲曲线波形图计算周边密集度序列的均方差值，对零件断口区域的区域类型进行划分，确定疲劳扩展区和瞬断区的分界点，拟合分界点得到贝纹线，确定贝纹线的移动轨迹，得到贝纹线与零件边缘最后的相交的位置为疲劳源位置。本发明专利技术通过对断口区域内的灰度值波动情况查找断口内的贝纹线，能够更准确的找出贝纹线，可以有效避免由于断口内贝纹线不清晰，对疲劳源检测效果差的情况。情况。情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统。

技术介绍

[0002]零件的断口记录了裂纹的萌生、扩展直到断裂的全过程，通过断口的形态分析，可以得到零件断裂的一些基本问题，如断裂起因、断裂方式以及裂纹扩展趋势等，而找到断口区域的疲劳源位置是整个分析的基础。现有的寻找疲劳源位置的方法多为人工检测，由经验丰富的工人进行检测，或者使用纹理检测的方法对断口内的贝纹线进行分析，以此为依据查找疲劳源位置，但是这种方法对于断口内部存在清晰的贝纹线情况的检测较为有限，对于贝纹线不清晰的情况下，对疲劳源位置的的检测效果较差。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提供了一种能够精确地在断口区域内找出贝纹线，通过确定的贝纹线精确地对疲劳源位置进行定位的基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统。
[0005]该方法的实现包括以下内容：S1：提取零件断口区域图像的中心点，对提取的区域图像进行二值化图像处理，并以区域图像的中心点为原点建立坐标系；S2：以区域图像的中心点为原点，向各方向放射延伸生成射线，根据生成射线上的像素值得到各方向射线对用的像素脉冲曲线图，计算像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度，通过像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度得到周边密集度序列，利用该周边密集度序列获得周边密集度序列的均方差；根据周边密集度序列的均方差，对各方向射线经过的区域进行判断；该经过的区域为疲劳扩展区或瞬断区或同时经过疲劳扩展区与瞬断区的共同区域；对经过共同区域射线上的像素点属于疲劳扩展区或瞬断区进行划分，并根据划分的结果确定出各个方向射线上的分界点；对得到的各个方向射线上的分界点进行拟合，得到贝纹线；S3：提取经过共同区域的两条边缘射线，找出这两条射线所成夹角的中位线，得到的中位线即为贝纹线的运动轨迹；将贝纹线沿运动轨迹向疲劳扩展区的方向平行移动，确定零件断口区域的疲劳源位置。
[0006]对区域图像进行二值化处理是对区域图像区域进行锐化增强，对锐化增强后的图像进行二值化处理。
[0007]获取个方向射线上像素值的脉冲曲线的周边密集度序列的方法如下：提取像素脉冲曲线图中各方向射线上的矩形脉冲曲线中波形的起点和终点的横坐标，计算每个脉冲与相邻两脉冲的密集度，得到每个脉冲的周边密集度，计算公式如下：式中：表示脉冲的周边密集度；为脉冲的波形宽度；为该波形与左侧相邻波形终点的像素距离；为该波形与右侧相邻波形起点的像素距离；根据计算得到的该脉冲曲线上的所有脉冲的周边密集度，并将每个脉冲的周边密集度按照脉冲曲线上的脉冲序列进行组合，得到该脉冲曲线的周边密集序列。
[0008]对所述各方向射线经过的区域类型划分的步骤如下：计算脉冲曲线的周边密集序列的均方差值，公式如下：式中：为周边密集度序列的均方差，为周边密集度序列中的数据，表示周边密集度序列中数据的位置，为周边密集度序列中数据的平均数，为脉冲曲线与轴的交点个数；设定脉冲曲线的周边密集序列的均方差阈值，并根据设定的阈值对零件断口区域的区域类型进行划分：式中：表示区域标志，表示各个方向射线与坐标系横轴所成夹角的度数；表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过瞬断区的情况，表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过疲劳扩展区的情况，表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过共同区域的情况。
[0009]进一步，确定各方向射线上分界点的方法：首先提取该方向射线上所有的像素点的周边密集度，分别与周边密集度序列的平均值对比，确定像素点所属区域类型；然后对该方向射线上的所有像素点进行标记，对属于疲劳扩展区的像素点标记为，属于瞬断区的像素点标记为；
然后对比该方向上所有的像素点相邻两侧像素点的标记值，当像素点两侧的像素点标记值不同时，则该像素点为该方向上的分界点。
[0010]其中确定疲劳源的位置的方法为：提取经过共同区域的两条边缘射线，找出两条边缘射线所成夹角的中位线，该中位线即为贝纹线的运动轨迹，将贝纹线沿运动轨迹向疲劳扩展区的方向水平移动，移动至贝纹线与区域图像只有一个像素点相交时，该像素点即为疲劳源位置。
[0011]该系统包括以下模块：图像处理模块、贝纹线拟合模块与疲劳源确定模块；图像采集模块，所述图像采集模块用于采集零件断裂的RGB图像信息，提取零件断口区域。
[0012]图像处理模块，所述图像处理模块用于对断口区域图像进行锐化处理与二值化处理，为疲劳源位置的确定提供图像细节信息。
[0013]贝纹线拟合模块，所述贝纹线拟合模块用于从细节信息中确定瞬断区与疲劳扩展区的区域分界点，然后对所有分界点进行拟合得到贝纹线。
[0014]疲劳源确定模块，用于根据拟合出来的贝纹线以及区域类型确定疲劳源的最终位置。
[0015]本专利技术的有益效果是：通过对断口区域内的灰度值波动情况能够更准确的找出贝纹线，可以有效避免由于断口内贝纹线不清晰，导致对疲劳源检测不精确的情况。
[0016]1.本专利技术通过对零件断口区域图像进行锐化增强与二值化处理，突出图像的细节信息，能够更清晰的确定确定零件断口区域中的疲劳扩展区与瞬断区。
[0017]2.通过判断的疲劳扩展区与瞬断区，对分界点利用最小二乘法拟合得到的贝纹线更加精确，从而找出贝纹线更精确地运动轨迹，提高了疲劳源位置的精确度。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的流程示意图。
[0019]图2是本实施例中金属断口示意图。
[0020]图3是本实施例中金属断口锐化增强后的示意图。
[0021]图4是本实施例中中心坐标系示意图。
[0022]图5是本实施例中各方向射线示意图。
[0023]图6是本实施例中像素脉冲曲线图。
[0024]图7是本实施例中周边密集度示意图。
[0025]图8是本专利技术中的系统框图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者
隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]实施例1本专利技术的主要目的是利用图像处理技术，根据瞬断区与疲劳扩展区的粗糙程度不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提取零件断口区域图像的中心点，对提取的区域图像进行二值化图像处理，并以区域图像的中心点为原点建立坐标系；S2：以区域图像的中心点为原点，向各方向放射延伸生成射线，根据生成射线上的像素值得到各方向射线对用的像素脉冲曲线图，计算像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度，通过像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度得到周边密集度序列，利用该周边密集度序列获得周边密集度序列的均方差；根据周边密集度序列的均方差，对各方向射线经过的区域进行判断；该经过的区域为疲劳扩展区或瞬断区或同时经过疲劳扩展区与瞬断区的共同区域；对经过共同区域射线上的像素点属于疲劳扩展区或瞬断区进行划分，并根据划分的结果确定出各个方向射线上的分界点；对得到的各个方向射线上的分界点进行拟合，得到贝纹线；S3：提取经过共同区域的两条边缘射线，找出这两条射线所成夹角的中位线，得到的中位线即为贝纹线的运动轨迹；将贝纹线沿运动轨迹向疲劳扩展区的方向平行移动，确定出零件断口区域的疲劳源位置。2.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，所述区域图像进行二值化处理的方法：首先对区域图像区域进行锐化增强，然后对锐化增强后的图像进行二值化处理。3.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，获取脉冲曲线的周边密集度序列的方法如下：提取像素脉冲曲线图中各方向射线上的矩形脉冲曲线中波形的起点和终点的横坐标，计算每个脉冲与相邻两脉冲的密集度，得到每个脉冲的周边密集度，计算公式如下：式中：表示脉冲的周边密集度；为脉冲的波形宽度；为该波形与左侧相邻波形终点的像素距离；为该波形与右侧相邻波形起点的像素距离；根据计算得到的该脉冲曲线上的所有脉冲的周边密集度，并将每个脉冲的周边密集度按照脉冲曲线上的脉冲序列进行组合，得到该脉冲曲线的周边密集序列。4.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，对所述各方向射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：保柳柳，
申请(专利权)人：南通皋亚钢结构有限公司，
类型：发明
国别省市：