一种产品环境效应表观损伤特征采集装置及评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种产品环境效应表观损伤特征采集装置及评价方法，采用自然光与补光相结合的方式使图像采集区域的光照强度稳定至预设光照条件，控制图像采集系统运行使其视场范围大于φ500mm，利用控制系统中的图像标尺确定所得图像与所采产品实物的尺寸比例；调用表观损伤综合评价模，计算并输出评价结果，并将图像识别结果和评价结果进行存储、显示/输出。本发明专利技术结合图像识别技术和人工环境适应性综合评估经验，运用该装置采集、自动识别和评价产品环境效应表观损伤特征，实现了在工程实际中以低成本的方式快速、准确地对各类/多类环境效应表观损伤进行检测与综合评估。环境效应表观损伤进行检测与综合评估。

【技术实现步骤摘要】
一种产品环境效应表观损伤特征采集装置及评价方法


[0001]本专利技术属于环境损伤评价
，具体涉及一种产品环境效应表观损伤特征采集装置及评价方法。

技术介绍

[0002]环境适应性是GJB9001中明确规定的六性之一，是产品除功能特性外必须满足的一种重要的质量特性。随着对产品环境适应性的重视，产品环境试验考核越来越普及。产品环境适应性评价和完好性评价是产品环境试验考核最重要的一环，是决定产品是否设计要求、可以批量转产的重要参考。作为最直观的评价指标，产品环境效应表观损伤情况极其重要，是判断是否进一步开展功能性能检测的依据。
[0003]工程实际中，目前主要依靠个人经验对产品环境效应表观损伤特征进行描述。尽管已有多种检测装置被开发出来，但大都仅适用于某一类产品的缺陷检测，如CN202110276987X公开的大尺寸复合材料损伤成像与定量识别方法等。而且，由于新研材料、零部件、产品均需开展环境试验，导致环境试验产品种类极多，单一产品缺陷检测装置根本无法满足尺寸大小不一、种类极其繁多、环境效应损伤形式各不相同的产品环境效应表观损伤检测需求。加之缺乏统一评价标准，人的主观差异大，产品环境效应表观损伤评价差异极大，严重影响了产品环境适应性考核结果的评判，进而影响产品研发、转产进度。
[0004]随着图像采集与识别技术的逐渐成熟，已逐渐应用于环境试验与损伤评价领域。前期研发的标准化图像采集方法及装置，提出了通过光照环境、采集设备、采集操作、图像处理等标准化，实现对试验样品进行多方位拍摄数据采集，消除了第三方因素对拍摄照片的各类瑕疵影响。然而，该装置提出的标准光源环境与自然光环境差异较大，采集的图像特征与肉眼所见图像特征依然存在一定差异，且其提出的匀速旋转图像采集方法不适用于造型复杂产品损伤特征的采集。
[0005]另外：文献ZL2019113184720提供了一种基于图像处理技术的金属或涂层腐蚀检测方法，利用计算机自动识别试样表面形貌，根据二值图像特征进行腐蚀等级评定；文献ZL2019103090426提供了一种金属腐蚀状态的评估方法，根据腐蚀图像的色度学特征量和形貌纹理特征量进行电力设备金属腐蚀程度的评估方法。但这些方法中并没有明确如何根据图像特征进行损伤评估。
[0006]综上，采用现有的装置和方法，并不能以低成本的方式快速、准确地对各类/多类环境效应表观损伤进行检测与综合评估。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于针对上述现有技术中的不足之处提出一种产品环境效应表观损伤特征采集装置及评价方法。在工程实际中，可应用该方案采集并识别各类环境效应表观损伤特征，并对产品环境效应表观损伤进行综合评估，能有效帮助工程人员评价产品环境适应性，消除对产品环境适应性评价结果的人为误差，提高工程人员的工作效率。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下所述技术方案。
[0009]一种产品环境效应表观损伤特征采集装置，它的控制系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时至少能够实现以下功能：采用自然光与补光相结合的方式使图像采集区域的光照强度稳定至预设光照条件，控制图像采集系统运行使其视场范围大于φ500mm，控制图像采集系统的镜头能够在360
°
环绕、
±
60
°
俯仰的任一视角下采集产品表观图像；利用控制系统中的图像标尺确定所得图像与所采产品实物(试样)的尺寸比例。
[0010]作为优选，采用自然光、面状光源和条状光源相结合的光源系统，采用光强检测传感器自动检测图像采集区域的光源环境，当自然光的光照强度无法满足预设光照条件时，启用并调节面状光源和条状光源，使光源环境满足表观损伤特征采集要求。
[0011]本专利技术中，控制系统中的程序包括：图像标尺、表观损伤识别模型和表观损伤综合评价模型，用于对图像采集系统采集的图像进行识别，并获取图像中表观损伤特征的损伤类型、损伤实际大小、损伤面积占比、损伤数量等信息，并将图像识别结果传输到表观损伤综合评价模型中，再利用表观损伤综合评价模型式(Ⅰ)计算评价结果，W＝MAX(C、[0.8B]、[A])
……………………
(Ⅰ)式中，W表示综合评价指标，A表示涂层起泡、开裂、剥落、基体金属腐蚀等同级别的A类指标，B表示非金属磨损变形损伤指标，C表示结构裂纹损伤指标。
[0012]一种采用前述采集装置的产品环境效应表观损伤评价方法，步骤包括：步骤1，利用图像采集系统获取试样的表观损伤特征图像；步骤2，利用卷积神经网络构建环表观损伤识别模型，基于图像特征建立产品环境效应表观损伤评价模型，并将该模型编译后嵌入所述装置的控制系统中；步骤3，调用表观损伤识别模型和图像标尺，对所得图像进行识别，获取图像中表观损伤特征的损伤类型、损伤实际大小、损伤面积占比、损伤数量等信息，并将图像识别结果传输到表观损伤综合评价模型中；步骤4，调用表观损伤综合评价模，按照式(Ⅰ)计算并输出评价结果，并将图像识别结果和评价结果进行存储、显示/输出。
[0013]进一步地，所述的图像识别包括：以损伤类型和对产品功能性能的影响性为依据，将起泡、开裂、剥落、基体金属腐蚀等同级别的涂层类损伤划分为A类指标，将非金属磨损变形划分为B类指标，将结构裂纹划分为C类指标；按照式(Ⅱ)计算A类指标，A＝(P1*A1+P2*A2+P3*A3+P4*A4)/(P1+P2+P3+P4)
……
(Ⅱ)式中，A1表示起泡等级，A2表示开裂等级，A3表示剥落等级，A4表示基体金属腐蚀等级，P1表示起泡对产品性能的影响权重，P2表示开裂对产品性能的影响权重，P3表示剥落对产品性能的影响权重，P4表示基体金属腐蚀对产品性能的影响权重，P1、P2、P3、P4由专家咨询法给出，但当An＝0时，其对应的权重值Pn＝0。
[0014]进一步地，所得评价结果按照如下方式进行匹配：W＝0，表示产品基本无明显的表观损伤，具有良好的环境适应性；W＝1，表示产品有可以接受的表观损伤，具有较好的环境适应性；
W＝2，表示产品表观损伤明显，表观环境适应性待改进；W＝3，表示产品表观损伤偏严重，威胁产品功能性能；W＝4，表示产品表观损伤严重，产品功能性能可能受损；W＝5，产品表观损伤极其严重，产品功能性能受损概率极大。
[0015]有益效果：本专利技术结合图像识别技术和人工环境适应性综合评估经验，运用该装置采集、自动识别和评价产品环境效应表观损伤特征，实现了在工程实际中以低成本的方式快速、准确地对各类/多类环境效应表观损伤进行检测与综合评估，一方面可有效帮助工程技术人员评价产品环境适应性或确定产品实际使用后的健康状态，消除对产品环境适应性评价结果的人为误差，提高工程技术人员的工作效率，另一方面大幅降低了产品环境适应性综合评估对工程技术人员的检测技术、知识水平和从业经验的要求，降低了环境试验的人工成本。
具体实施方式
[0016]下面对本专利技术作进一步说明，但以下实施例的说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产品环境效应表观损伤特征采集装置，它的控制系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时至少能够实现以下功能：采用自然光与补光相结合的方式使图像采集区域的光照强度稳定至预设光照条件，控制图像采集系统的镜头能够在360
°
环绕、
±
60
°
俯仰的任一视角下采集产品表观图像；利用控制系统中的图像标尺确定所得图像与所采产品实物的尺寸比例。2.根据权利要求1所述的产品环境效应表观损伤特征采集装置，其特征在于：采用自然光、面状光源和条状光源相结合的光源系统，采用光强检测传感器自动检测图像采集区域的光源环境，当自然光的光照强度无法满足预设光照条件时，启用并调节面状光源和条状光源，使光源环境满足表观损伤特征采集要求。3.根据权利要求1或2所述的产品环境效应表观损伤特征采集装置，其特征在于，所述程序包括：图像标尺、表观损伤识别模型和表观损伤综合评价模型，用于对图像采集系统采集的图像进行识别，并获取图像中表观损伤特征的损伤类型、损伤实际大小、损伤面积占比、损伤数量信息，并将图像识别结果传输到表观损伤综合评价模型中，再利用表观损伤综合评价模型式(Ⅰ)计算评价结果，W＝MAX(C、[0.8B]、[A])
……………………
(Ⅰ)式中，W表示综合评价指标，A表示涂层起泡、开裂、剥落、基体金属腐蚀等同级别的A类指标，B表示非金属磨损变形损伤指标，C表示结构裂纹损伤指标。4.一种采用权利要求3所述装置的产品环境效应表观损伤评价方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，利用图像采集系统获取试样的表观损伤特征图像；步骤2，利用卷积神经网络构建环表观损伤识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒畅，黄伦，陈星昊，王竟成，周俊彦，何建新，张志豪，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：