蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备和检测方法技术

本发明专利技术涉及表面缺陷检测技术领域，公开了一种蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备和检测方法，该方法包括：根据待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，其中，所述待检测深度信息图像包括待检测蜂窝材料的二维平面信息和深度信息；根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数；根据所述分形维数对所述待检测蜂窝材料的毛刺特征进行量化检测。本发明专利技术通过计算待检测蜂窝材料的分形维数，实现了对毛刺特征的量化表征，从而可以实现对毛刺特征进行量化检测，不需要依赖人工观察，避免主观性，并且减少观察的人力成本，提高检测效率。提高检测效率。提高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备和检测方法


[0001]本专利技术涉及表面缺陷检测
，具体涉及一种蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备和检测方法。

技术介绍

[0002]蜂窝材料是人类研究自然蜂窝结构特点而创造性专利技术的结构材料，它的结构具有周期性，是由正多边形的薄壁框架经过周期性的排列而成。与传统材料的形式和结构不同，蜂窝材料的表面是网格状的，材料体是镂空的、非连续的，这使得蜂窝材料具备了一些不同于传统材料的特点。蜂窝材料主要的应用形式为与上下蒙皮通过粘结剂粘结形成蜂窝夹层结构。这种结构的原理类似于“工”字梁，蜂窝材料作为夹芯材料，主要承受正应力，上下蒙皮则主要承受剪应力，可以在较小的重量下，满足较高的抗弯强度要求，显著减轻结构件的重量。
[0003]因为蜂窝材料主要是作为填充材料，需要和上下蒙皮结合，所以蜂窝的表面质量就非常关键和重要。如果蜂窝材料加工表面的表面质量不高，会导致蜂窝材料和上下蒙皮的结合不紧密，不仅会影响该块结构件的力学性能，还会导致该块结构件的服役时间大大的缩短。
[0004]目前，超声切削是蜂窝材料加工的主要方式。超声切削主要分为直刃刀和圆盘刀两种方式。由于蜂窝材料自身的性质和特点，无论是在制造过程中，还是在加工过程中，难免会出现加工误差和加工缺陷。其中，毛刺特征作为蜂窝复合材料最典型的一种表面缺陷，需要被着重关注。目前，尚未提出有效的毛刺特征的评价方法。主要依赖于光学显微镜拍摄，然后人眼观察，给出经验性的判断。这样的方法依赖于人工的观察，主观性太强，存在可重复性方面的疑问。而且，人工的劳动量比较大，不适合应用于工业生产，检测效率低下。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备和检测方法，以解决现有的表面毛刺特征检测手段效率低，难以量化的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种蜂窝材料加工表面毛刺特征检测方法，包括：根据待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，其中，所述待检测深度信息图像包括待检测蜂窝材料的二维平面信息和深度信息；根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数；根据所述分形维数对所述待检测蜂窝材料的毛刺特征进行量化检测。
[0007]本专利技术实施例的蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测方法，通过根据包括二维平面信息和深度信息的待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数，根据所述分形维数对所述待检测蜂窝材料的毛刺特征进行量化检测，通过计算待检测蜂窝材料的分形维数，实现了对毛刺特征的量化表征，从而可以实现对毛刺特征进行量化检测，不需要依赖人工观察，避免主观性，并且减少观察的人力成本，提高检测效率。
[0008]在一种可选的实施方式中，根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数，包括：将若干个预设选框进行对齐并覆盖所述蜂窝轮廓图，所述预设选框为正多边形；根据包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数和所述预设选框的边长计算待拟合点的坐标；判断所述预设选框的边长是否满足预设终止条件，若不满足预设终止条件，则调整所述预设选框的边长的长度并返回将若干个预设选框进行对齐并覆盖所述蜂窝轮廓图的步骤，若满足终止预设条件，则将全部待拟合点拟合成直线，计算所述直线的斜率得到分形维数。
[0009]本专利技术实施例的蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测方法，通过不同尺度的预设选框覆盖蜂窝轮廓图得到多个待拟合点，进而将这些待拟合点进行拟合成直线得到分形维数，可以对蜂窝材料表面毛刺的多尺度特征进行描述，从而发挥了分形几何相对于传统欧式几何的表征优势，即相对于传统研究中一般采用的单一尺度下的指标表征具有更为全面反映表面破碎性质的优势。
[0010]在一种可选的实施方式中，根据包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数和所述预设选框的边长计算待拟合点的坐标，包括：以预设数值为底计算所述预设选框的边长的对数，得到待拟合点的横坐标；以预设数值为底计算包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数的对数的负值，得到待拟合点的纵坐标。
[0011]通过取对数的形式计算待拟合点的坐标，使得拟合后的直线的斜率能够更准确反应蜂窝轮廓图的曲折、破碎和复杂程度。
[0012]在一种可选的实施方式中，根据待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，包括：对待检测深度信息图像进行二值化处理，得到二值图像；对所述二值图像进行图像边缘轮廓特征的提取，得到蜂窝轮廓图。
[0013]通过二值化处理，提高图像对比度，有利于提取图像边缘轮廓特征。
[0014]在一种可选的实施方式中，对所述二值图像进行图像边缘轮廓特征的提取，得到蜂窝轮廓图，包括：
[0015]使用沈俊算子对所述二值图像进行滤波处理；对滤波处理后的所述二值图像进行降噪处理，得到蜂窝轮廓图。
[0016]通过滤波和降噪处理，使得处理得到的蜂窝轮廓图更加接近真实的轮廓图。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备，包括：三坐标位移平台；工件夹持部，设置在和所述三坐标位移平台的执行末端的移动范围对应的区域中，用于安装待检测蜂窝材料；结构光相机，设置在所述三坐标位移平台的执行末端，并由所述三坐标位移平台带动沿三维坐标方向移动，用于采集包括待检测蜂窝材料的二维平面信息和深度信息的待检测图像；控制终端，分别和三坐标位移平台及所述结构光相机连接，用于控制所述三坐标位移平台和所述结构光相机采集所述待检测图像并执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测方法。
[0018]本专利技术实施例的蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备，通过控制三坐标位移平台带动结构光相机移动，进而采集待检测蜂窝材料的待检测图像，并通过蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测方法自动识别蜂窝材料加工表面毛刺特征，提高了检测效率。
[0019]在一种可选的实施方式中，蜂窝材料加工表面毛刺特征的检测设备还包括：相机夹持部，所述相机夹持部包括相互连接的安装部和连接部，所述安装部设置在所述三坐标位移平台的执行末端上，所述连接部用于安装所述结构光相机并调节所述结构光相机的倾
斜角度。
[0020]通过相机夹持部安装结构光相机，并可以调节结构光相机的倾斜角度，可以使结构光相机的倾斜角度保持在最适合检测蜂窝材料的位置，可以消除阴影，使采集到的待检测图像便于进行识别。
[0021]在一种可选的实施方式中，所述三坐标位移平台的执行末端的移动范围对应的区域中还设有载物台，所述工件夹持部包括支架、压块和底板，所述支架设置在所述载物台的上方，所述底板设置在所述支架的上方，所述压块用于固定所述支架和所述载物台，所述底板采用吸光材料制成，所述底板用于放置待检测蜂窝材料。
[0022]载物台和工件夹持部可以固定待检测蜂窝材料，并且底板良好的吸光特性可以避免整个光学检测过程中各种随机的光学干扰。
[0023]第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：
[0024]存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝材料加工表面毛刺特征检测方法，其特征在于，包括：根据待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，其中，所述待检测深度信息图像包括待检测蜂窝材料的二维平面信息和深度信息；根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数；根据所述分形维数对所述待检测蜂窝材料的毛刺特征进行量化检测。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据所述蜂窝轮廓图中的轮廓像素计算分形维数，包括：将若干个预设选框进行对齐并覆盖所述蜂窝轮廓图，所述预设选框为正多边形；根据包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数和所述预设选框的边长计算待拟合点的坐标；判断所述预设选框的边长是否满足预设终止条件，若不满足预设终止条件，则调整所述预设选框的边长的长度并返回将若干个预设选框进行对齐并覆盖所述蜂窝轮廓图的步骤，若满足终止预设条件，则将全部待拟合点拟合成直线，计算所述直线的斜率得到分形维数。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，根据包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数和所述预设选框的边长计算待拟合点的坐标，包括：以预设数值为底计算所述预设选框的边长的对数，得到待拟合点的横坐标；以预设数值为底计算包含所述轮廓像素的所述预设选框的个数的对数的负值，得到待拟合点的纵坐标。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据待检测深度信息图像获取蜂窝轮廓图，包括：对待检测深度信息图像进行二值化处理，得到二值图像；对所述二值图像进行图像边缘轮廓特征的提取，得到蜂窝轮廓图。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，对所述二值图像进行图像边缘轮廓特征的提取，得到蜂窝轮廓图，包括：使用沈俊算子对所述二值图像进行滤波处理；对滤波处理后的所述二值图像进行降噪处理，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯峰，刘金磊，赵学奇，姜恩来，洪培强，李友生，林亮亮，许超，马原，冯平法，
申请(专利权)人：厦门金鹭特种合金有限公司深圳市青鼎装备有限公司，
类型：发明
国别省市：