新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统及方法与流程

本技术涉及缺陷检测，且更为具体地，涉及一种新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的快速发展，对汽车轻量化的需求不断增长，促使了压铸工艺在汽车制造中的广泛应用，特别是在铝合金等轻质材料的加工上。压铸件因其生产效率高、成本相对较低以及可以实现复杂形状的特点，在汽车零部件制造中占据了重要地位。然而，压铸件在生产过程中可能会出现各种缺陷，如裂纹、气孔、缩孔等，这些缺陷会严重影响零件的质量和性能，甚至危及整车的安全性和可靠性。其中，裂纹缺陷作为压铸件中常见的质量问题之一，其形成原因可能包括材料的内部应力、模具设计不当、冷却速度不均、材料熔炼质量不佳等。因此，对压铸件进行裂纹缺陷检测是保证产品质量的重要环节。

2、压铸件的裂纹缺陷类型是多种多样的，在传统的基于机器视觉的技术方案中，通过特征提取器来提取裂纹图像表示特征，并通过分类器例如支持向量机来得到分类结果以判断压铸件是否存在裂纹缺陷。但是因裂纹缺陷的类型是多种多样的，因此所训练的特征提取器和分类器的泛化能力较差，在具体实验中发现训练完成的模型在某几种裂纹缺陷的检测上表现较佳，而对于另一些裂纹缺陷的识别能力较弱。

3、例如，在中国公开专利cn 117593300a（分类号为g06t）所揭露的裂纹缺陷检测方法中，其提取目标图像的边缘特征，并对每个边缘特征集合进行霍夫变换分析，生成环形边缘特征集合和线形边缘特征集合，并基于环形边缘特征集合和线形边缘特征集合来进行裂纹缺陷检测。在应用上述技术方案的思想来构建新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测方案时发现：环形边缘特征和线形边缘特征对于某些铸件裂纹缺陷的表现能力较强，而对于另一些铸件裂纹缺陷的表现能力较弱，从而导致所述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测方案的检测精准度和稳定性无法满足应用要求。

4、因此，期待一种优化的新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测方案。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统及方法，其以被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像作为参考锚点，采用图像处理技术提取出铸件内部参考状态图像与待检测汽车压铸件的铸件内部状态图像之间的共同判别特征，进而通过特征擦除机制从待检测汽车压铸件的内部状态图像特征中抹去共同判别特征，基于这种特征反向提取的方式挖掘出铸件内部状态图像中的裂纹缺陷相关特征，以此来智能判断压铸件是否存在裂纹缺陷。这样，可以提高裂纹缺陷检测的精准度和稳定性，从而确保新能源汽车压铸件的质量和安全。

2、相应地，根据本技术的一个方面，提供了一种新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统，其包括：铸件内部状态图像采集模块，用于通过x射线探测仪采集待检测新能源汽车压铸件的铸件内部状态图像；铸件内部状态图像细节增强模块，用于将所述铸件内部状态图像输入图像预处理模块以得到细节增强铸件内部状态图像；参考图像获取模块，用于从数据库提取被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像；图像特征提取模块，用于从所述细节增强铸件内部状态图像和所述被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像提取铸件内部状态图像特征和无缺陷铸件内部状态参考图像特征；图像共性特征提取模块，用于提取所述铸件内部状态图像特征和所述无缺陷铸件内部状态参考图像特征之间的图像共性特征；特征擦除模块，用于从所述铸件内部状态图像特征中去除所述图像共性特征以得到铸件内部状态互补特征；裂纹缺陷检测模块，用于基于所述铸件内部状态互补特征，确定所述待检测新能源汽车压铸件是否存在裂纹缺陷。

3、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述图像预处理模块对所述铸件内部状态图像进行对比度归一化处理以得到所述细节增强铸件内部状态图像。

4、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述图像特征提取模块，用于：将所述细节增强铸件内部状态图像和所述被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像输入基于空洞卷积神经网络模型的铸件内部状态特征提取器以得到铸件内部状态检测特征图和铸件内部状态参考特征图，其中，所述铸件内部状态检测特征图为所述铸件内部状态图像特征，所述铸件内部状态参考特征图为所述无缺陷铸件内部状态参考图像特征。

5、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述图像共性特征提取模块，包括：特征形状重塑单元，用于对所述铸件内部状态检测特征图和所述铸件内部状态参考特征图进行特征形状重塑以得到铸件内部状态检测特征矩阵和铸件内部状态参考特征矩阵；全局通道特征提取单元，用于对所述铸件内部状态检测特征图进行沿通道维度的全局均值池化以得到铸件内部状态检测全通道特征向量；特征相似度计算单元，用于计算所述铸件内部状态检测特征矩阵和所述铸件内部状态参考特征矩阵的转置矩阵之间的乘积以得到所述铸件内部状态检测特征图和所述铸件内部状态参考特征图之间的全通道特征相似度矩阵；归一化单元，用于对所述全通道特征相似度矩阵进行归一化处理以得到归一化全通道特征相似度矩阵；协同关注权重计算单元，用于计算所述归一化全通道特征相似度矩阵与所述铸件内部状态检测全通道特征向量之间的矩阵乘积以得到协同关注权重向量；共性特征筛选单元，用于以所述协同关注权重向量作为权重向量对所述铸件内部状态检测特征图进行逐通道加权以得到铸件内部状态检测协同特征图，其中，所述铸件内部状态检测协同特征图作为所述图像共性特征。

6、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述特征擦除模块，包括：特征聚焦单元，用于对所述铸件内部状态检测协同特征图进行全局最大值池化以得到铸件内部状态协同关注池化矩阵；掩码化单元，用于对所述铸件内部状态协同关注池化矩阵进行掩码化处理以得到关注擦除掩码矩阵；共性特征擦除单元，用于以所述关注擦除掩码矩阵作为权重矩阵，对所述铸件内部状态检测协同特征图进行加权以得到关注擦除特征图，其中，所述关注擦除特征图作为所述铸件内部状态互补特征。

7、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述掩码化单元，用于：设定预设阈值；将所述铸件内部状态协同关注池化矩阵中的各个位置的特征值与所述预设阈值进行比较，其中，如果所述铸件内部状态协同关注池化矩阵中的各个位置的特征值大于所述预设阈值，则所述关注擦除掩码矩阵中对应位置的特征值为0，如果所述铸件内部状态协同关注池化矩阵中的各个位置的特征值小于等于所述预设阈值，则所述关注擦除掩码矩阵中对应位置的特征值为1。

8、在上述新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统中，所述裂纹缺陷检测模块，包括：特征展平化单元，用于将所述关注擦除特征图进行特征展平化以得到铸件内部状态互补展开特征向量；检测结果生成单元，用于将所述铸件内部状态互补展开特征向量输入基于svm模型的分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示待检测新能源汽车压铸件是否存在裂纹缺陷。

9、根据本技术的另一个方面，提供了一种新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测方法，其包括：通过x射线探测仪采集待检测新能源汽车压铸件的铸件内部状态图像；将所述铸件内部状态图像输入图像预处理模块以得到细节增强铸件内部状态图像；从数据库提取被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像；从所述细节增强铸件内部状态图像和所述被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像提取铸件内部状态图像特征和无缺陷铸件内部状态参考图像特征；提取所述铸件内部状态图像特征和所述无缺陷铸件内部状态参考图像特征之间的图像共性特征；从所述铸件内部状态图像特征中去除所述图像共性特征以得到铸件内部状态互补特征；基于所述铸件内部状态互补特征，确定所述待检测新能源汽车压铸件是否存在裂纹缺陷。

10、与现有技术相比，本技术提供的新能源汽车压铸件裂纹缺陷检测系统及方法，其以被标注为无缺陷的铸件内部参考状态图像作为参考锚点，采用图像处理技术提取出铸件内部参考状态图像与待检测汽车压铸件的铸件内部状态图像之间的共同判别特征，进而通过特征擦除机制从待检测汽车压铸件的内部状态图像特征中抹去共同判别特征，基于这种特征反向提取的方式挖掘出铸件内部状态图像中的裂纹缺陷相关特征，以此来智能判断压铸件是否存在裂纹缺陷。这样，可以提高裂纹缺陷检测的精准度和稳定性，从而确保新能源汽车压铸件的质量和安全。