一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，涉及超声无损检测技术领域。包括一种超声C扫描无损检测系统，该系统由超声探伤仪、超声波探头、自动扫查装置、探头位置标定装置、被检工件、扫描成像工控机、光学投影装置、扫描成像软件组成。其中，被检工件水平放置；超声波发射探头、探头位置标定装置、光学投影装置位于被检工件上方；超声波接收探头位于被检工件下方；自动扫查装置夹持超声波探头完成工件的扫描检测；扫描成像软件生成C扫描图像。另外，包括一种C扫描图像处理软件，完成C扫描图像缺陷信息自动统计、输出，生成缺陷示意图，实现材料内部缺陷信息的高效、准确统计，结合光学投影装置，辅助产品缺陷的标记。辅助产品缺陷的标记。辅助产品缺陷的标记。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法
[0001]本专利技术涉及一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，属于超声无损检测
技术介绍
[0002]目前，航天领域使用的复合材料等产品的超声无损检测虽然实现了扫查过程自动化，但是部分检测结果评价工作，如缺陷信息统计、缺陷绘制等仍由人工操作，效率和精度较低，是制约超声C扫描检测技术的薄弱环节。这种传统评价方法存在以下局限性：
[0003]首先，效率不高，如果被检产品面积较大、缺陷较多，在被检产品上进行缺陷位置绘制时，缺陷标注、记录、计算、录入、报告手绘工作量很大，非常耗时，可能占据产品检测总时长的50％以上，已成为制约检测效率的瓶颈。且人员在大量、重复性工作中，无法避免产生错漏。
[0004]其次，多个环节需两人同时操作，如一人拿尺测量，一人记录数据，人力成本高。且缺陷测绘结果受操作人员主观影响较大，不同人员的评价标准存在差异。
[0005]第三，人工进行绘制的缺陷，精度不高，无电子版，不方便追溯。
[0006]因此，如何提高超声检测缺陷统计环节的效率、精度、自动化水平，是复合材料广泛应用的超声C扫描检测中急需解决的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，解决金属、复合材料超声C扫描检测缺陷统计工作量大、精度低的问题，能够更准确的量化缺陷信息，提高超声检测结果处理的效率和可靠性。
[0008]本专利技术的技术解决方案是：
[0009]一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，包括以下步骤：
[0010]S201、利用超声C扫描无损检测系统，获取被检工件的超声C扫描图像；
[0011]S202、通过缺陷对比试样确定评判缺陷的灰度/色调阈值，在超声C扫描图像中划分缺陷区域和非缺陷区域，获得黑白图像；
[0012]S203、采用图像处理算法，降低黑白图像中缺陷噪点和弱连接现象；
[0013]S204、识别黑白图像中的缺陷区域，建立结构化二维数据，并将缺陷信息保存至结构化二维数据中；
[0014]S205、设定缺陷阈值，根据缺陷阈值消除黑白图像中小于指定面积的缺陷区域、并更新至黑白图像和结构化二维数据；
[0015]S206、提取黑白图像中缺陷区域的缺陷轮廓，绘制缺陷示意图，为缺陷标注序号，在缺陷内部添加剖面线，获得缺陷示意图；
[0016]S207、根据工件摆放情况，对结构化二维数据中缺陷区域的位置进行修正；
[0017]S208、保存缺陷示意图，根据结构化二维数据获得缺陷信息表格并保存；
[0018]S209、借助缺陷示意图和光学投影装置在被检工件上绘制缺陷轮廓。
[0019]所述超声C扫描图像为利用超声无损检测系统，通过穿透式自动超声C扫描无损检测技术，获取被检工件的彩色或者灰度的超声C扫描图像；
[0020]超声无损检测系统包括超声波探伤仪、超声波发射探头、超声波接收探头、自动扫查装置、探头位置标定装置、被检工件、扫描成像工控机、光学投影装置、扫描成像软件、图像处理软件；
[0021]超声波探伤仪与超声波发射探头和超声波接收探头连接，并激励超声波发射探头产生超声波；被检工件水平放置；超声波发射探头与探头位置标定装置位于被检工件上方；超声波接收探头位于被检工件的下方；自动扫查装置带动超声波发射探头和超声波接收探头移动、完成工件的扫描检测；扫描成像工控机利用扫描成像软件，将接收到的超声波探伤仪信号、自动扫查装置的位置数据进行处理，得到超声C扫描图像；扫描成像工控机利用图像处理软件将超声C扫描图像处理得到缺陷示意图；光学投影装置将缺陷示意图投影在被检工件上，用于辅助缺陷绘制。
[0022]所述探头位置标定装置，将2个线光源投射在被检工件表面，线光源交叉点用于标记超声波发射探头的中心位置。
[0023]所述步骤S202包括：
[0024]S2021、准备一件与被检工件相同材质、厚度，且含人工缺陷的对比试样，完成超声C扫描，从图像得到代表缺陷的灰度值或RGB值阈值；
[0025]S2022、采用相同的检测参数，完成被检工件的超声C扫描，获得超声C扫描图像，判断超声C扫描图像中的灰度值或RGB值，将低于阈值的像素设置为黑色，代表缺陷区域，其余像素设置为白色，代表非缺陷区域。
[0026]所述步骤S203中，图像处理算法包括：
[0027]S2031、逐行扫描超声C扫描图像，消除宽度小于指定值的像素块，宽度根据检测设备高斯噪声确定；
[0028]S2032、通过腐蚀膨胀算法，降低图像噪点。
[0029]所述步骤S204包括：逐行扫描步骤S203获得的黑白图像，缺陷区域为黑色连通域，识别黑色连通域，将各黑色连通域中黑色像素坐标、并保存于结构化二维数据中；缺陷信息包含缺陷数组，缺陷数组包含缺陷区域的序号、位置、面积信息。
[0030]所述步骤S205包括：根据设定的缺陷阈值，逐一判定结构化二维数据中缺陷区域对应的各数组包含的坐标点数量，与缺陷阈值比较，如少于缺陷阈值，则从结构化二维数据中删除该数组，以消除小于缺陷阈值的缺陷区域，最后，再根据处理后的数组信息，重新绘制已滤除指定小缺陷的黑白二值图像。
[0031]所述步骤S206中：缺陷轮廓的提取通过邻域计算绘制缺陷轮廓、或者采用Canny轮廓提取算法绘制缺陷轮廓；在缺陷轮廓内绘制剖面线，并为缺陷区域标注编号1、2、3
…
，基于结构化二维数据的像素坐标(x,y)，绘制+45
°
剖面线，剖面线间距可设置，并在缺陷内部适宜位置标注缺陷序号，获得缺陷示意图。
[0032]所述S207包括：借助探头位置标定装置测量扫查起点、扫查首行终点、超声波发射探头轴线与被检工件两个角的位置偏差，根据几何关系对结构化二维数据中缺陷区域的位置信息进行修正。
[0033]所述S209包括：采用光学投影装置，将缺陷示意图投射在被检工件表面，通过调整缺陷示意图的位置和大小，使缺陷示意图的投影与被检工件重合；在被检工件上根据投影显示的缺陷轮廓，用金属铅笔在被检工件上绘制出所有缺陷。
[0034]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0035](1)本专利技术提出的超声C扫描图像处理方法，通过超声C扫描图像直接获取缺陷信息和缺陷示意图，统计无漏项、错项，检测评价精度高，有电子版评价结果，方便追溯。
[0036](2)本专利技术提出的超声C扫描图像处理方法，无论检测产品面积多大、检测结果多复杂，均可以实现检测结果秒出，节省大量检测结果评价时间，极大提高检测效率。
[0037](3)本专利技术提出的超声C扫描图像处理方法，单人可以完成，节省了人力成本，省去了原来需两人同时操作的环节。
[0038](4)本专利技术提出的超声C扫描图像处理方法，检测评价结果一致性好，避免缺陷测绘结果受操作人员本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，其特征在于：包括以下步骤：S201、利用超声C扫描无损检测系统，获取被检工件(6)的超声C扫描图像；S202、通过缺陷对比试样确定评判缺陷的灰度/色调阈值，在超声C扫描图像中划分缺陷区域和非缺陷区域，获得黑白图像；S203、采用图像处理算法，降低黑白图像中缺陷噪点和弱连接现象；S204、识别黑白图像中的缺陷区域，建立结构化二维数据，并将缺陷信息保存至结构化二维数据中；S205、设定缺陷阈值，根据缺陷阈值消除黑白图像中小于指定面积的缺陷区域、并更新至黑白图像和结构化二维数据；S206、提取黑白图像中缺陷区域的缺陷轮廓，绘制缺陷示意图，为缺陷标注序号，在缺陷内部添加剖面线，获得缺陷示意图；S207、根据工件摆放情况，对结构化二维数据中缺陷区域的位置进行修正；S208、保存缺陷示意图，根据结构化二维数据获得缺陷信息表格并保存；S209、借助缺陷示意图和光学投影装置(8)在被检工件(6)上绘制缺陷轮廓。2.根据权利要求1所述的一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，其特征在于：所述超声C扫描图像为利用超声无损检测系统，通过穿透式自动超声C扫描无损检测技术，获取被检工件(6)的彩色或者灰度的超声C扫描图像；超声无损检测系统包括超声波探伤仪(1)、超声波发射探头(2)、超声波接收探头(3)、自动扫查装置(4)、探头位置标定装置(5)、被检工件(6)、扫描成像工控机(7)、光学投影装置(8)、扫描成像软件、图像处理软件；超声波探伤仪(1)与超声波发射探头(2)和超声波接收探头(3)连接，并激励超声波发射探头(2)产生超声波；被检工件(6)水平放置；超声波发射探头(2)与探头位置标定装置(5)位于被检工件(6)上方；超声波接收探头(3)位于被检工件(6)的下方；自动扫查装置(4)带动超声波发射探头(2)和超声波接收探头(3)移动、完成工件的扫描检测；扫描成像工控机(7)利用扫描成像软件，将接收到的超声波探伤仪(1)信号、自动扫查装置(4)的位置数据进行处理，得到超声C扫描图像；扫描成像工控机(7)利用图像处理软件将超声C扫描图像处理得到缺陷示意图；光学投影装置(8)将缺陷示意图投影在被检工件(6)上，用于辅助缺陷绘制。3.根据权利要求2所述的一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，其特征在于：所述探头位置标定装置(5)，将2个线光源投射在被检工件(6)表面，线光源交叉点用于标记超声波发射探头(2)的中心位置。4.根据权利要求1所述的一种基于超声C扫描图像的复合材料缺陷统计方法，其特征在于：所述步骤S202包括：S2021、准备一件与被检工件(6)相同材质、厚...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴君豪，罗明，肖轲迪，赵建华，支凡，张颖，吴时红，何双起，陈博，金珂，徐林，卢鹉，马兆庆，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
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