碳纤维复合材料出口分层损伤鲁棒性视觉检测方法与流程

技术特征：
1.一种碳纤维复合材料出口分层损伤鲁棒性视觉检测方法，其特征在于，该方法是通过梯度迭代最小截尾二乘法和多尺度阈值分割消除干扰因素影响，实现分层损伤的快速、高精度提取；具体步骤如下：第一步，采用视觉检测系统采集钻削出口图像；拍摄复合材料的钻削出口；光源照明装置(2)位于待测物(3)上方进行照亮，工业相机(1)位于二者上端对待测物(3)进行拍摄，视野中出现一个完整的加工孔，获得p张出口图像；第二步，基于梯度迭代最小截尾二乘法拟合圆心与半径；对所获取的图像进行灰度化处理和二值化处理，再进行gabor滤波处理；通过边缘检测算法提取出加工孔的出口轮廓；对获取的出口轮廓数据，根据圆周点和离群点的不同分布特性，通过提出梯度迭代最小截尾二乘法，迭代消除离群点后确定圆心和半径；优化目标函数表示为：f＝∑g(x
i
,y
i
)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)g(x,y)＝(x-x
c
)2 (y-y
c
)
2-r2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，(x
i
,y
i
)是圆周点的坐标，(x
c
,y
c
)是加工孔中心点的坐标，r为加工孔的半径；迭代终止条件为轮廓点到圆心的距离与平均距离的偏差小于设定值[sigma]：迭代终止条件为轮廓点到圆心的距离与平均距离的偏差小于设定值[sigma]：式中，n为所取的轮廓点总数；第三步，通过多尺度自适应阈值对图像进行分割，获取分层损伤区域；利用阈值分割方法将暗分层从对比度低的亮工件上分割出来；其中，b(i,j)是分割后的二值图像像素，p(i,j)代表原图像的像素点，t(i,j)为局部阈值；使用两个不同的窗口大小用于描述像素邻域特征；长度为w
l
×
w
l
的大窗口获取该区域的全局特性，长度为w
s
×
w
s
的小窗口用于增强阈值分割方法的细节分辨能力，通过像素邻域的均值及标准差求解得到局部阈值t(i,j)；t(i,j)＝t
l
(i,j) t
s
(i,j)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中，m
l
(i,j)代表大窗口局部均值，m
s
(i,j)代表小窗口局部均值，s
l
(i,j)代表大窗口的局部标准差，t
l
(i,j)代表大窗口的阈值，t
s
(i,j)代表小窗口的阈值；p、q和r是常数。

技术总结
本发明属于机械加工领域，提出了一种碳纤维复合材料出口分层损伤鲁棒性视觉检测方法，通过梯度迭代最小截尾二乘法和多尺度阈值分割消除毛刺、材料纹理等干扰因素影响，实现分层损伤的快速、高精度提取；该方法首先采用视觉检测系统采集钻削出口图像；然后基于梯度迭代最小截尾二乘法拟合圆心与半径；最后通过多尺度自适应阈值分割对图像进行处理，提取出口分层区域。实现分层损伤的快速、高精度提取，为在位、实时检测提供条件。实时检测提供条件。实时检测提供条件。


技术研发人员：韩磊 高昌勇 崔家诚 张文龙 徐雯 刘巍 张洋 周孟德
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/2/8