一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于图像分析领域，具体涉及一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法及系统，旨在解决现有的飞机蒙皮裂纹检测方法主观性大，容易出现误差的问题

【技术实现步骤摘要】
一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法及系统


[0001]本专利技术属于图像分析领域，具体涉及了一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法
。

技术介绍

[0002]在航空维修过程中，飞机绕机检查属于日常高频次工作内容，在航线例行工作单和定检工卡中均有体现，例如航线的航前
、
短停
、
航后工作单，定检的工卡包或非例行工作单等
。
传统的绕机模式基本相同，时间依机型大小微有区别，约为
20
分钟左右
。
航线绕机要求按工卡标注的绕机线路进行检查，不允许更改；定检则依据工卡包中的工卡内容进行分区域绕机
。
[0003]在各项检查内容中，飞机蒙皮表观损伤
(
如裂缝
)
是影响飞行安全的重要隐患
。
根据现行民航规范，需要对飞机表观损伤进行航线检查或机库内例行检查，其中例行检查需要实现对飞机背部
、
机翼
、
尾翼等所有部位的全面覆盖，检查要求高，工作难度大
。
飞机蒙皮裂缝缺陷是一种常见的病害，它会影响结构的可靠性与完整性
。
对裂缝的检测，评估与修复对设备的维护有着关键作用
。
[0004]传统的人工检测方法需要检测人员携带专业设备对裂缝区域近距离接触并且测量
。
这将消耗较高的人力成本，并且在特定的环境下较难检测，比如对于位于机身较高位置
、
或者机身连接位置的裂缝，人工难以使用工具进行测量
。
此外，人工测量主观性大，容易出现误差
。
因此一种自动化的飞机蒙皮裂缝测量方法至关重要
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，即现有的飞机蒙皮裂纹检测方法主观性大，容易出现误差的问题，本专利技术提供了一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法，所述方法包括：
[0006]步骤
S100
，采集飞机蒙皮裂缝二值化图像，对所述二值化图像分别进行距离变换和形态学骨架检测，获得距离变换图片和骨架图片，将距离变换图片和骨架图片整合获得飞机蒙皮裂缝的骨架距离图；
[0007]所述图像变换为一种图像处理方法，用于计算图像中每个像素到最近背景像素的距离
。
[0008]所述形态学骨架检测为一种表示形状的图像处理方法，它将形状图像中的特征线提取出来，形成一个只包含特征线的图像
。
骨架通常也被称为中轴线
、
脊线或者骨架线
。
[0009]步骤
S200
，搜索骨架距离图的分支点
、
端点和连接点，建立分支点与端点的连接关系的边矩阵
E
作为图结构特征；
[0010]所述图结构特征为一种重要的数据结构，用于表示多个对象之间的关系
。
图由节点和边组成，其中节点表示对象，边表示节点之间的关系
。
[0011]步骤
S300
，基于所述图结构特征和距离变换图片，通过计算外接矩形属性和裂缝属性，进而评价飞机蒙皮裂缝的特征和测量结果
。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述步骤
S100
，具体包括：
[0013]步骤
S110
，采集飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
；
[0014]将
(x1,y1)
处的像素点记为第一当前像素点；当前像素点取值为
b(x1,y1)
，
b(x1,y1)
的取值范围为
[0,1]；当
b(x1,y1)
＝1时，表示第一当前像素点为分割图片的前景点，当
b(x1,y1)≠1
时表示第一当前像素点点为背景点；
[0015]步骤
S120
，对飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
进行距离变换，获得裂缝内部的距离变换图像
D
，距离变换图像
D
上每个位于坐标
(x2，
y2)
处的像素点，记为第二当前像素点，取值为
d(x2，
y2)
，
d(x2，
y2)≥0
，当
d(x2，
y2)
＝0时，代表第二当前像素点为背景点；当
d(x2，
y2)
＞0时，所述第二当前像素点表示在裂缝内部的距离变换图像
D
上从坐标
(x2，
y2)
到边界的最短距离，其中边界上的点距离变换值为0；
[0016]步骤
S130
，根据飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
进行形态学骨架提取，获得飞机蒙皮裂缝的骨架图片
S
，骨架图片
S
上每个位于坐标
(x3，
y3)
处的像素点，记为第三当前像素点，取值为
s(x3，
y3)
，当
s(x3，
y3)
＝1时，代表第三当前像素点为前景点；当
s(x3，
y3)
＝0时，代表第三当前像素点为背景点
。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述步骤
S200
，具体包括：
[0018]步骤
S210
，搜索骨架距离图中的连接点
、
分支点和端点；
[0019]步骤
S220
，遍历骨架距离图中的第三当前像素点，检查第三当前像素点八邻域中非零点个数；
[0020]将八邻域中只有一个费零点的第三像素点记为端点；
[0021]将八邻域中非零点个数大于2的第三像素点记为分支点；
[0022]将八邻域中有且仅有2个非零点的第三像素点记为连接点；
[0023]步骤
S230
，通过区域生成法将相邻的分支点和连接点聚合，得到点集合
P
；
[0024]采用区域生成法将相邻的分支点和连接点聚合，依次对骨架距离图片中的分支点和端点进行编号，将所有的端点和分支点存储在点集合
P
中；
[0025]步骤
S240
，建立点集合
P
中的分支点与端点的连接关系，得到飞机蒙皮裂缝的图结构特征；
[0026]采用区域生成法将所有八邻域相邻的分支点和连接点聚合，每一个聚合结果对应一个边，边中像素点的个数为边的长度；遍历每一条边中的每一个像素点，记为第四当前像素点；若第四当前像素点的八邻域中存在端点和分支点，将所述第四当前像素点的端点和分支点作为边的端点；
[0027]根据各边的端点连接关系建立一个存储个端点连接关系的边矩阵
E
，矩阵
E
大小为...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤
S100
，采集飞机蒙皮裂缝二值化图像，对所述二值化图像分别进行距离变换和形态学骨架检测，获得距离变换图片和骨架图片，将距离变换图片和骨架图片整合获得飞机蒙皮裂缝的骨架距离图；步骤
S200
，搜索骨架距离图的分支点
、
端点和连接点，建立分支点与端点的连接关系的边矩阵
E
作为图结构特征；步骤
S300
，基于所述图结构特征和距离变换图片，通过计算外接矩形属性和裂缝属性，进而评价飞机蒙皮裂缝的特征和测量结果
。2.
根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法，其特征在于，所述步骤
S100
，具体包括：步骤
S110
，采集飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
；将
(x1，
y1)
处的像素点记为第一当前像素点；当前像素点取值为
b(x1，
y1)
，
b(x1，
y1)
的取值范围为
[0,1]
；当
b(x1，
y1)
＝1时，表示第一当前像素点为分割图片的前景点，当
b(x1，
y1)≠1
时表示第一当前像素点点为背景点；步骤
S120
，对飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
进行距离变换，获得裂缝内部的距离变换图像
D
，距离变换图像
D
上每个位于坐标
(x2，
y2)
处的像素点，记为第二当前像素点，取值为
d(x2，
y2)
，
d(x2，
y2)≥0
，当
d(x2，
y2)
＝0时，代表第二当前像素点为背景点；当
d(x2，
y2)
＞0时，所述第二当前像素点表示在裂缝内部的距离变换图像
D
上从坐标
(x2，
y2)
到边界的最短距离，其中边界上的点距离变换值为0；步骤
S130
，根据飞机蒙皮裂缝二值化图像
B
进行形态学骨架提取，获得飞机蒙皮裂缝的骨架图片
S
，骨架图片
S
上每个位于坐标
(x3，
y3)
处的像素点，记为第三当前像素点，取值为
s(x3，
y3)
，当
s(x3，
y3)
＝1时，代表第三当前像素点为前景点；当
s(x3，
y3)
＝0时，代表第三当前像素点为背景点
。3.
根据权利要求2所述的一种飞机蒙皮裂缝自动测量的方法，其特征在于，所述步骤
S200
，具体包括：步骤
S210
，搜索骨架距离图中的连接点连接点
、
分支点和端点；步骤
S220
，遍历骨架距离图中的第三当前像素点，检查第三当前像素点八邻域中非零点个数；将八邻域中只有一个非零点的第三像素点记为端点；将八邻域中非零点个数大于2的第三像素点记为分支点；将八邻域中有且仅有2个非零点的第三像素点记为连接点；步骤
S230
，通过区域生成法将相邻的分支点和连接点聚合，得到点集合
P
；采用区域生成法将相邻的分支点和连接点聚合，依次对骨架距离图片中的分支点和端点进行编号，将所有的端点和分支点存储在点集合
P
中；步骤
S240
，建立点集合
P
中的分支点与端点的连接关系，得到飞机蒙皮裂缝的图结构特征；采用区域生成法将所有八邻域相邻的分支点和连接点聚合，每一个聚合结果对应一个边，边中像素点的个数为边的长度；遍历每一条边中的每一个像素点，记为第四当前像素点；若第四当前像素点的八邻域中存在端点和分支点，将所述第四当前像素点的端点和分
支点作为边的端点；根据各边的端点连接关系建立一个存储个端点连接关系的边矩阵
E
，矩阵
E
大小为
n
P
×
n
P
；
n
P
表示矩阵
E
中元素的数目，矩阵
E
中元素
e(i
，
j)
为大于或等于0的整数，当
e(i
，
j)
＝0时，表示矩阵
E
中的点
P

【专利技术属性】
技术研发人员：黄岩，张舒宇，曲亮武，张逸俊，孙邹涛，侯谨毅，张伯熹，赵耀，
申请(专利权)人：东方航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：