【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料损伤无损检测领域，尤其涉及一种用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法。
技术介绍
1、冲击损伤是航空复合材料板材，特别是复合材料层压板结构的常见损伤形式。对于冲击造成的结构损伤，通常采用超声无损检测技术进行探伤，其中超声c扫描成像技术利用超声探伤原理提取垂直于声束方向的回波信号，形成某一深度范围内的横截面图像，能够直观显示缺陷的分布区域。
2、c扫描无损检测图像中损伤区域和非损伤区域对应的像素点颜色具有明显差别，采用红-绿-蓝色域格式(red-green-blue,rgb)设置损伤区域颜色的rgb范围，统计满足该范围的像素点个数，能够根据单像素点的标定面积计算损伤区域的面积。因此，通常采用像素点法，能够定量计算确定损伤区域的尺寸和面积。对于复合材料层压板，损伤面积为各铺层损伤区域的法向投影面积。
3、但是，采用像素点法计算损伤区域的面积存在不足之处。具体来说，当冲击能量较大时，远离冲击面的复合材料层压板背部容易产生正的或者负的45度方向的劈丝。研究表明，背部劈丝对剩余强度的影响可以忽略，因此在损伤容限设计阶段，可以将损伤区域简化为一个以冲击点为圆心的圆形损伤区域。但是，与无损伤区域相比，劈丝处的超声回波信号会发生改变，由此导致在无损检测图像中劈丝的颜色显示为与损伤区域的颜色相同，最终无法区分劈丝区域和圆形损伤区域。也就是说，根据像素点法得到的损伤面积会额外包括背部劈丝的面积。另外，受超声探头声束宽度的限制，c扫描探测深度的精度有限，会出现c扫描无损检测图像中的损伤区域
4、因此，亟需一种既能准确识别复合材料冲击损伤无损检测图像中的损伤区域与劈丝区域，从而消除劈丝区域以准确计算损伤区域的面积，又能同时修正损伤区域的粗糙边缘以去除高频噪声的影响的图像处理方法。
技术实现思路
1、因此，为了克服现有的处理复合材料冲击损伤无损检测图像的方法不能准确识别冲击损伤区域，有效识别并消除如劈丝造成的干扰区域以及噪声影响的问题，本专利技术提供了一种新型的用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法。
2、具体而言，本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
3、本专利技术提供了一种用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法，其特点在于，该处理方法包括以下步骤：
4、设置损伤区域像素点颜色的rgb范围，获取满足范围条件的所有像素点位置；
5、以无损检测图像中的冲击点为旋转中心，按照预定的旋转角步长计算各旋转角对应的损伤区域的边缘像素点与冲击点的实际距离以作为该旋转角对应的半径，由此构建旋转角—半径的数据序列；
6、采用hampel滤波方法识别旋转角—半径的数据序列中超出允许标准差范围的异常点，以消除损伤区域中半径大小异常的劈丝区域；
7、根据经过滤波后的旋转角—半径的数据序列，获得滤波后的无损检测图像。
8、本专利技术所公开的用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法，通过将无损检测图像转化为旋转角—半径数据序列，能够便于直接对该数据序列进行滤波处理。并且建立起图像与复合材料层压板上损伤区域的实际位置之间的对应关系，引入hampel滤波方法对获得的数据序列进行滤波处理，从而能够消除劈丝对图像中显示的损伤区域大小的影响，从而获得准确的损伤区域图像以及更加合理的冲击损伤面积结果。
9、根据本专利技术的一种实施方式，冲击点是通过无损检测图像中损伤区域内的所有像素点位置获得的损伤区域几何中心点。通过将冲击点设置为初始获得的损伤区域的几何中心点，根据边缘像素点与冲击点的距离远近情况，能够快速有效地识别出距离产生突变的异常边缘像素点，进而识别出劈丝区域。
10、根据本专利技术的另一种实施方式，计算各旋转角对应的边缘像素点与冲击点的实际距离的步骤包括：对无损检测图像进行尺寸标定，以获得每个像素点所对应的实际尺寸；计算边缘像素点与冲击点的像素距离，通过将像素距离与实际尺寸相乘而获得实际距离。通过对无损检测图像进行尺寸标定，能够建立起图像中的损伤区域与实际物理物体中的损伤区域尺寸之间的关系，从而能够根据图像即可获得实际物理物体中损伤区域的位置与尺寸信息。
11、根据本专利技术的另一种实施方式，采用hampel滤波方法识别异常点的步骤包括：设定窗口范围，构建旋转角—半径的数据序列中每一数据对应的窗口数据序列；根据窗口数据序列与旋转角—半径的数据序列计算获得每一数据的偏差因子；以及如果偏差因子超出允许标准差范围，则判定该偏差因子对应的数据点为异常点。通过hampel滤波方法识别异常点，通过调整窗口范围能够改变构建的窗口数据序列的大小，从而改变对于计算机性能的需求，具有较强的普适性。并且用户能够根据经验相应的修改的允许标准范围，从而使得异常点的识别和修正与实际更加贴合。
12、根据本专利技术的另一种实施方式，采用hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：基于逆高斯误差函数，根据旋转角-半径的数据序列中每一数据与其对应的窗口数据序列的中位数的差值的绝对值以及窗口数据序列的差值数据序列的中位数，获得旋转角-半径的数据序列中每个数据对应的偏差因子。
13、根据本专利技术的另一种实施方式，采用hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：计算每一个窗口数据序列中的每一个数据与其中位数的差值的绝对值，获得差值数据序列。
14、根据本专利技术的另一种实施方式，采用hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：当判定偏差因子对应的数据点为异常点时，用异常点的数据对应的窗口数据序列的中位数替换异常点的数据，以消除损伤区域中的半径大小异常的劈丝区域。通过窗口数据序列的中位数替换异常点的数据来修正异常点的方式，不仅消除了劈丝区域的影响，而且保留了在该旋转角处的可靠的数据，从而确保能够获得合理的损伤区域面积大小。
15、根据本专利技术的另一种实施方式，该处理方法还包括：采用快速傅里叶变换低通滤波方法对经过滤波后的旋转角—半径的数据序列进行滤波处理，以消除高频噪声的影响。
16、根据本专利技术的另一种实施方式，采用快速傅里叶变换低通滤波方法进行滤波处理的步骤包括：预设采样频率，将hampel滤波方法处理后的旋转角—半径的数据序列从时域空间变换为频域空间；采用具有预定截止频率的低通滤波器对频域内的旋转角—半径的数据序列进行低通滤波处理，从而平滑处理损伤区域的边缘以消除高频噪声的影响。
17、根据本专利技术的另一种实施方式，采用快速傅里叶变换低通滤波方法进行滤波处理的步骤还包括采用逆快速傅里叶变换将消除高频噪声后的旋转角—半径的数据序列变换至时域，从而构建滤波后的旋转角—半径的数据序列。
18、根据本专利技术的另一种实施方式，该处理方法还包括：根据滤波后的无损检测图像，计算其在设定的rgb范围内的所有的像素点，该像素点为损伤区域像素点，计算所有损伤区域像素点的尺寸之和，从而获得损伤区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述冲击点是通过所述无损检测图像中损伤区域内的所有像素点位置获得的损伤区域几何中心点。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，计算各旋转角对应的边缘像素点与所述冲击点的实际距离的步骤包括：
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，采用所述Hampel滤波方法识别异常点的步骤包括：
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，采用所述Hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，采用所述Hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：
7.如权利要求4所述的处理无损检测图像的方法，其特征在于，采用所述Hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：
8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
9.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，采用所述快速傅里叶变换低通滤波方法进行滤
10.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，采用所述快速傅里叶变换低通滤波方法进行滤波处理的步骤还包括：
11.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
12.如权利要求11所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于确定复合材料层压板冲击损伤的无损检测图像的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述冲击点是通过所述无损检测图像中损伤区域内的所有像素点位置获得的损伤区域几何中心点。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，计算各旋转角对应的边缘像素点与所述冲击点的实际距离的步骤包括：
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，采用所述hampel滤波方法识别异常点的步骤包括：
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，采用所述hampel滤波方法识别异常点的步骤还包括：
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，采用所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世越，管清宇，黄豪杰，王俊，郭静静，秦宝亮，曾理然，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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