一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统技术方案

本发明专利技术涉及叶轮缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，包括配置层、处理层及识别层；在叶轮组件外壁标定参照点，驱动叶轮转动，叶轮上各叶片通过配置传感设备获取各叶片距离参照点最近时的时间戳，获取的时间戳通过配置层输入，处理层接收配置层中输入的时间戳，并执行立体螺旋时间轴模型的构建，基于接收时间戳向立体螺旋时间轴模型中输入，本发明专利技术主要应用人眼不便观测位置安装的叶轮，系统运行过程中，采用叶轮叶片转动过程中对叶片进行测距的方式获取到数字数据，进而以获取到的数字数据实现模型构建，最终以构建的模型实施图像分析，以达到从模型及图像中获取数据，分析叶轮是否存在缺陷及缺陷位置的效果。及缺陷位置的效果。及缺陷位置的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统


[0001]本专利技术涉及叶轮缺陷检测
，具体涉及一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统。

技术介绍

[0002]叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。
[0003]申请号为202110555129.9的专利中公开了一种金属闭式水泵叶轮外观缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：采集金属闭式水泵叶轮原始彩色图像；将所述金属闭式水泵叶轮原始彩色图像转化为金属闭式水泵叶轮灰度图像；将所述金属闭式水泵叶轮灰度图像进行二值化处理，获取金属闭式水泵叶轮二值图像，通过所述金属闭式水泵叶轮二值图像获取所述金属闭式水泵叶轮的中心坐标；其中，通过所述金属闭式水泵叶轮二值图像获取所述金属闭式水泵叶轮的中心坐标包括：通过所述金属闭式水泵叶轮二值图像获取所述金属闭式水泵叶轮的粗略中心坐标，并根据所述金属闭式水泵叶轮的粗略中心坐标，检测所述金属闭式水泵叶轮中的前盖板、导流口、泵轴连接口的圆形边缘，分别获得所述前盖板、导流口、泵轴连接口的圆形边缘的中心坐标，通过计算三个所述中心坐标的平均值，得到所述金属闭式水泵叶轮的中心坐标根据所述金属闭式水泵叶轮中心坐标和所述金属闭式水泵叶轮的标准尺寸，从所述金属闭式水泵叶轮灰度图像中分割提取出待检测部位的灰度图像；其中，所述待检测部位为所述前盖板、导流口和泵轴连接口。
[0004]该申请在于解决：制造业领域的人力成本越来越高，闭式金属水泵叶轮外观质量检测工序中采用的传统人工检测方法，已经很难达到现代产业发展的要求的问题。/>[0005]然而，针对于已经安装使用的叶轮，其往往安装于设备内部，表面加设有防护壳体，因而目前在对使用中的叶轮进行缺陷监测检修维护时，往往通过拆卸的方式使叶轮露出或摘取进而实施监测，此种方式操作过程中拆卸安装过程耗费了一定的人力资源及时间，在有频繁监测检修维护需求时，显然不宜适用。

技术实现思路

[0006]解决的技术问题
[0007]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，解决了针对于已经安装比使用的叶轮，其往往安装于设备内部，表面加设有防护壳体，因而目前在对使用中的叶轮进行缺陷监测检修维护时，往往通过拆卸的方式使叶轮露出或摘取进而实施监测，此种方式操作过程中拆卸安装过程耗费了一定的人力资源及时间，在有频繁监测检修维护需求时，显然不宜适用的问题。
[0008]技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，包括配置层、处理层及识别层；
[0011]在叶轮组件外壁标定参照点，驱动叶轮转动，叶轮上各叶片通过配置传感设备获
取各叶片距离参照点最近时的时间戳，获取的时间戳通过配置层输入，处理层接收配置层中输入的时间戳，并执行立体螺旋时间轴模型的构建，基于接收时间戳向立体螺旋时间轴模型中输入，使时间戳于立体螺旋时间轴模型中显示，完成时间戳输入的立体螺旋时间轴模型进一步向识别层发送，通过识别层识别叶轮是否存在缺陷及缺陷位置；
[0012]所述处理层包括接收模块、构建模块及输入模块，接收模块用于接收配置层输出的时间戳，构建模块用于构建螺旋梯度模型，在每一梯度上标记等差时间戳，输入模块用于获取接收模块中接收的时间戳，将时间戳向螺旋梯度模型中发送，根据各梯度上标记的时间戳找寻接收模块中接收的时间戳对应位置，并对找寻到的位置表面进行颜色填充，完成填充的螺旋梯度模型记作立体螺旋时间轴模型；
[0013]在螺旋梯度模型中完成颜色填充后，进一步执行颜色填充区域的轮廓增强，轮廓增强后的颜色填充区域通过下式进行求取，公式为：
[0014]；
[0015]式中：B为轮廓增强处理后输出的填充区域；=，为求取的轮廓长度，及为填充区域中目标轮廓及最长轮廓；为填充区域轮廓点的领域q；为阈值；的集为空取值1，反之，则取值0。
[0016]更进一步地，所述配置层包括传感模组及选择模块，传感模组用于实时检测叶轮叶片与参照点间距离，选择模块用于选择传感模组检测到的距离最短的一组检测结果，获取检测结果在进行检测时的时间戳；
[0017]其中，叶轮的每组叶片上均设置有传感模组，参照点上均设置有传感模组，参照点数量与叶轮的叶片数量相等，选择模块中配置有运行周期，选择模块的运行周期与叶轮当前配置转速状态下转动一周所用时间相等，选择模块以配置的运行周期作为数据选择时间跨度区间，在其运行周期内传感模组检测到的若干组距离中，选择距离最短的一组检测结果。
[0018]更进一步地，所述叶轮叶片上设置的传感模组均设置于叶片外侧轮廓线中点位置，参照点上设置的传感模组与叶轮叶片上设置的传感模组一一对应，执行对应目标的测距任务，每两组对应传感模组与叶轮的中轴线上的一点处于同一直线上。
[0019]更进一步地，所述传感模组选用超声波测距传感器所集成，传感模组在进行叶轮叶片与参照点间距离检测时，通过下式求取时延，以完成距离检测结果对应时间戳的误差消除，公式为；
[0020]；
[0021]式中：为传感器发出超声波频谱；为监测结果传输带宽；为传感器功率；为信道中噪声功率谱密度；为传感器发送超声波时的声波衰减；为对应传感器接收到超声波并发出超声波反馈时的声波衰减。
[0022]更进一步地，所述螺旋梯度模型应用任意一种三维模型制图软件进行构建，螺旋梯度模型的各梯度上等差时间戳标记精度根据接收模块接收到的时间戳进行设定。
[0023]更进一步地，识别层包括切换模块、上载模块及输出模块，切换模块用于接收处理层中处理的得到的立体螺旋时间轴模型，对立体螺旋时间轴模型进行视角切换处理，获取立体螺旋时间轴模型的俯视平面图形，上载模块用于上传叶轮标准规格参数，应用三维模型制图软件生成叶轮标准模型，并控制叶轮标准三维模型以叶轮转动时的功率进行转动，进一步于三维模型制图软件中获取叶轮标准三维模型转动动画，应用叶轮标准三维模型及其动画中参数与数据构建叶轮标准三维模型的对应立体螺旋时间轴模型，输出模块用于比对两组立体螺旋时间轴模型相似度，进行比对结果的输出；
[0024]其中，上载模块中叶轮标准三维模型对应构建的立体螺旋时间轴模型同步反馈至切换模块中处理，得到俯视平面图形，输出模块中比对两组立体螺旋时间轴模型相似度的操作即比对两组俯视平面图形的相似度。
[0025]更进一步地，应用叶轮标准三维模型及其动画中参数与数据构建立体螺旋时间轴模型时，同步获取传感模组于叶轮叶片上的部署位置及参照点位置，以获取的两组位置，对叶轮标准三维模型上各叶片进行对应位置的标定，以标定点作为数据采集目标，在叶轮标准三维模型转动状态下，于叶轮标准三维模型转动动画中获取相互对应的两组标定点距离最近时刻时间戳，进一步以获取的时间戳完成叶轮标准三维模型对应立体螺旋时间轴模型的构建；
[0026]其中，两组立体螺旋时间轴模型在构建时所应用的各时间戳，均基于同一始发时刻进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，其特征在于，包括配置层、处理层及识别层；在叶轮组件外壁标定参照点，驱动叶轮转动，叶轮上各叶片通过配置传感设备获取各叶片距离参照点最近时的时间戳，获取的时间戳通过配置层输入，处理层接收配置层中输入的时间戳，并执行立体螺旋时间轴模型的构建，基于接收时间戳向立体螺旋时间轴模型中输入，使时间戳于立体螺旋时间轴模型中显示，完成时间戳输入的立体螺旋时间轴模型进一步向识别层发送，通过识别层识别叶轮是否存在缺陷及缺陷位置；所述处理层包括接收模块、构建模块及输入模块，接收模块用于接收配置层输出的时间戳，构建模块用于构建螺旋梯度模型，在每一梯度上标记等差时间戳，输入模块用于获取接收模块中接收的时间戳，将时间戳向螺旋梯度模型中发送，根据各梯度上标记的时间戳找寻接收模块中接收的时间戳对应位置，并对找寻到的位置表面进行颜色填充，完成填充的螺旋梯度模型记作立体螺旋时间轴模型；在螺旋梯度模型中完成颜色填充后，进一步执行颜色填充区域的轮廓增强，轮廓增强后的颜色填充区域通过下式进行求取，公式为：；式中：B为轮廓增强处理后输出的填充区域；=，为求取的轮廓长度，及为填充区域中目标轮廓及最长轮廓；为填充区域轮廓点的领域q；为阈值；的集为空取值1，反之，则取值0。2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，其特征在于，所述配置层包括传感模组及选择模块，传感模组用于实时检测叶轮叶片与参照点间距离，选择模块用于选择传感模组检测到的距离最短的一组检测结果，获取检测结果在进行检测时的时间戳；其中，叶轮的每组叶片上均设置有传感模组，参照点上均设置有传感模组，参照点数量与叶轮的叶片数量相等，选择模块中配置有运行周期，选择模块的运行周期与叶轮当前配置转速状态下转动一周所用时间相等，选择模块以配置的运行周期作为数据选择时间跨度区间，在其运行周期内传感模组检测到的若干组距离中，选择距离最短的一组检测结果。3.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，其特征在于，所述叶轮叶片上设置的传感模组均设置于叶片外侧轮廓线中点位置，参照点上设置的传感模组与叶轮叶片上设置的传感模组一一对应，执行对应目标的测距任务，每两组对应传感模组与叶轮的中轴线上的一点处于同一直线上。4.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，其特征在于，所述传感模组选用超声波测距传感器所集成，传感模组在进行叶轮叶片与参照点间距离检测时，通过下式求取时延，以完成距离检测结果对应时间戳的误差消除，公式为；
；式中：为传感器发出超声波频谱；为监测结果传输带宽；为传感器功率；为信道中噪声功率谱密度；为传感器发送超声波时的声波衰减；为对应传感器接收到超声波并发出超声波反馈时的声波衰减。5.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的铝合金叶轮缺陷监测系统，其特征在于，所述螺旋梯度模型应用任意一种三维模型制图软件进行构建，螺旋梯度模型的各梯度上等差时间戳标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世春，彭鸣期，江斌，江祉衡，张一帆，许豪杰，张健，林薇，张宝华，
申请(专利权)人：鹰普罗斯叶轮宜兴有限公司，
类型：发明
国别省市：