一種輔助實現自動化無損檢測的方法及裝置與流程

本發明實施例涉及超聲檢測的技術領域，尤其涉及一種輔助實現自動化無損檢測的方法及裝置。

背景技術：

在焊縫無損檢測的超聲檢測技術中，要求超聲探傷傳感器緊貼著鋼材表面，而且要盡量靠近焊縫，使得超聲波聲束能穿透鋼材質并能在整個焊縫區域進行傳播。目前，在工程上主要的掃查方案有：1.人工手推超聲探頭來掃查；2.把超聲探頭裝在掃查架，靠人眼來識別焊縫，來控制掃查架的行走軌跡來跟隨焊縫掃查；3.將設計好的機械軌道沿著焊縫鋪設在鋼材質上，掃查架安裝在機械軌道上，機器人沿著機械軌道行走，實現對焊縫的掃查。

以上的掃查方式很大程度上都只是人工掃查，而人工控制掃查器的方式工作效率低，掃查精度誤差達不一要求，人要長時間保持超聲探傷傳感器緊靠焊縫在一個誤差很小的恒定距離掃查很困難；操作者必須要緊跟在掃查器后面眼睛緊盯掃查傳感器，操作過程很辛苦。并且，現場的工作環境基本都是在戶外，工作環境惡劣，如高空、高溫、強輻射等條件下會很不方便。

另外，用人工控制的掃查架掃查，只能做一些簡單規則的焊縫掃查，如環縫、縱縫，但復雜的相貫線焊縫的查就無法處理。因為這些系統同時需要人眼對焊縫的識別能力和對掃查架的控制能力，人在識別過程中無法做到精準，而且需要對一個機器進行手工精確控制在工程上基本上是不可能的。

采用掃查架在鋪設好的機械軌道上做自動掃查，自動化程度比人工控制的掃描架掃描要高，且掃查架自動掃查時的運動精度相對于前面的人工控制的掃描架掃描要好。但掃描架自動掃描的缺陷在于：需要配套的配件，使用條件有很多限制，例如只能在一些規則的鋼材結構上掃查，如圓管、平板；只能做規則性的焊縫，如環縫、縱縫。

技術實現要素：

本發明實施例的目的在于提出一種輔助實現自動化無損檢測的方法及裝置，旨在解決如何提高焊縫無損檢測的自動化性能的問題。

為達此目的，本發明實施例采用以下技術方案：

第一方面，一種輔助實現自動化無損檢測的方法，所述方法包括：

獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；

獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；

根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查。

優選地，所述獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息，包括：

用彩色攝像頭獲取在所述被檢測物體表面上的所述預設標識條的彩色圖像；

將所述彩色圖像轉換為yuv空間下的圖像；

用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，獲取所述增強圖像信息。

優選地，所述根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，包括：

根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值；

若所述自適應閾值在預設閾值范圍內，則用所述自適應閾值對所述增強圖像信息做二值化處理，得到所述預設標識條的特征信息。

優選地，在根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值之后，還包括：

若所述自適應閾值在所述預設閾值范圍外，則返回執行獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息。

優選地，所述預設標識條為帶顏色且摻雜帶磁性材料的標識條。

第二方面，一種輔助實現自動化無損檢測的裝置，所述裝置包括：

第一獲取模塊，用于獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；

第二獲取模塊，用于獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；

第三獲取模塊，用于根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查。

優選地，所述第二獲取模塊，具體用于：

用彩色攝像頭獲取在所述被檢測物體表面上的所述預設標識條的彩色圖像；

將所述彩色圖像轉換為yuv空間下的圖像；

用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，獲取所述增強圖像信息。

優選地，所述第三獲取模塊，具體用于：

根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值；

若所述自適應閾值在預設閾值范圍內，則用所述自適應閾值對所述增強圖像信息做二值化處理，得到所述預設標識條的特征信息。

優選地，所述裝置還包括：

返回模塊，用于在根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值之后，若所述自適應閾值在所述預設閾值范圍外，則返回執行獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息。

優選地，所述預設標識條為帶顏色且摻雜帶磁性材料的標識條。

本發明實施例提供一種輔助實現自動化無損檢測的方法及裝置，獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查；本發明實施例通過選用帶磁性的柔性材質做標識條，這樣就可以沿著任意復雜幾何曲面表面上的任意復雜形狀的空間曲線焊縫鋪設；并通過給柔性標識條表面帶上顏色，提升標識條和鋼材表面的對比度，可以代替人眼識別焊縫；配合有驅動能力的掃查器，采用識別出來的標識條做引導，可以實現掃查器自動掃查。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種輔助實現自動化無損檢測的方法的流程示意圖；

圖2是本發明實施例提供的一種yuv圖形轉換的示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一種yuv圖形轉換后的增強圖像的示意圖；

圖4是本發明實施例提供的一種分割后的增強圖形的示意圖；

圖5是本發明實施例提供的一種選取后的觀測區域的示意圖；

圖6是本發明實施例提供的一種提取質心后的示意圖；

圖7是本發明實施例提供的一種機器人自動循跡的示意圖；

圖8是本發明實施例提供的另一種輔助實現自動化無損檢測的方法的流程示意圖；

圖9是本發明實施例提供的一種輔助實現自動化無損檢測的裝置的功能模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明實施例作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明實施例，而非對本發明實施例的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明實施例相關的部分而非全部結構。

參考圖1，圖1是本發明實施例提供的一種輔助實現自動化無損檢測的方法的流程示意圖。

如圖1所示，所述輔助實現自動化無損檢測的方法包括：

步驟101，獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；

其中，所述預設標識條為帶顏色且摻雜帶磁性材料的標識條。

具體的，制作一種帶顏色信息的標識條，顏色采用鋼材質中少出現的冷色調，如藍色，綠色，容易在鋼材質表面識別出來。標識條自身是一些較軟的材質，而且內部摻雜了帶磁性的材料，因此可以很容易地吸附在焊縫邊沿處。

另外，設計一個補光燈支架，從兩側對著中間區域打出強白光。補光系統使得圖像質量穩定，即使在戶外強光和陰影變化劇烈的場景下，也能輸出可靠圖像。

步驟102，獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；

優選地，所述獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息，包括：

用彩色攝像頭獲取在所述被檢測物體表面上的所述預設標識條的彩色圖像；

將所述彩色圖像轉換為yuv空間下的圖像；

用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，獲取所述增強圖像信息。

具體的，用彩色攝像頭獲取到在鋼材表面上的彩色標識條圖像；把獲取到的彩色圖像轉變成yuv空間下的表達；用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，得到彩色區域增強的圖像。

具體的，步驟1：yuv圖像直接從攝像頭獲得；

步驟2：分別提取出u、v通道的圖像；

步驟3：把整個圖像投影到u-v分布圖，如圖2所示；可以看到背景基本集中在中間區域，綠色，藍色分別分布在一定區域；

步驟4：可以看到綠色和藍色在u-v分布圖中，u值都比v值要大。如果把u圖減去v圖。由于背景區域基本在兩幅圖中都一樣，背景被消除，即u圖減去v圖背景的差為0附近的一個分布。但綠色區域和藍色區域差值不為零，而是一個中值比0大好多的一個高斯分布，這樣顏色區域和背景區域的對比圖就拉開了，即增強圖像，如圖3所示。

步驟5：用大津算法，可以分割出增強圖中的背景和前景，如圖4所示。

步驟103，根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查。

優選地，所述根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，包括：

根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值；

若所述自適應閾值在預設閾值范圍內，則用所述自適應閾值對所述增強圖像信息做二值化處理，得到所述預設標識條的特征信息。

具體的，用自適應閾值的方法提取出彩色標識條區域的閾值；閾值判斷，如果在合理范圍內，自適應閾值有效，否則無效，閾值為最高灰度階輸出。

用判斷完后的閾值對增強的圖像做二值化；經過處理后，得到最終識別出來的彩色標識條。由于標識條可以做得比較細，貼在焊縫附近，不影響實際焊縫檢測。機器可以借助這些處理后的圖像信息，以一定距離和角度來跟隨著識別出來后的標識條運行，模擬人工掃查的過程，實現自動掃查。

如圖5所示，在圖4的基礎上，選取兩個觀測區域；

如圖6所示，提取觀測區域內軌道部分的質心。

如圖7所示，根據兩個觀測區域內的質心的連線與圖像坐標x軸的夾角，調整機器人的運動機構，使得兩個觀測區域內的質心的連線平行于圖像坐標x軸即可。這樣做達到的效果是：在局部小范圍內，取曲線中兩點距離很小的一段弧長，在這兩個點做一小段直線段作為曲線在此處的近似。由于相機是和機器人本體固連在一起的，所以在機器人沿著軌道運行過程中，提取出來的這一小直線段保持平行于圖像的x軸，說明機器人即沿著軌道運行，實現自動循跡。

本發明實施例提供一種輔助實現自動化無損檢測的方法，獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查；本發明實施例通過選用帶磁性的柔性材質做標識條，這樣就可以沿著任意復雜幾何曲面表面上的任意復雜形狀的空間曲線焊縫鋪設；并通過給柔性標識條表面帶上顏色，提升標識條和鋼材表面的對比度，可以代替人眼識別焊縫；配合有驅動能力的掃查器，采用識別出來的標識條做引導，可以實現掃查器自動掃查。

參考圖8，圖8是本發明實施例提供的另一種輔助實現自動化無損檢測的方法的流程示意圖。

如圖8所示，所述輔助實現自動化無損檢測的方法包括：

步驟801，獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；

步驟802，用彩色攝像頭獲取在所述被檢測物體表面上的所述預設標識條的彩色圖像；將所述彩色圖像轉換為yuv空間下的圖像；用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，獲取所述增強圖像信息；

步驟803，根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值；若所述自適應閾值在預設閾值范圍內，則用所述自適應閾值對所述增強圖像信息做二值化處理，得到所述預設標識條的特征信息；

步驟804，若所述自適應閾值在所述預設閾值范圍外，則返回執行獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息。

參考圖9，圖9是本發明實施例提供的一種輔助實現自動化無損檢測的裝置的功能模塊示意圖。

如圖9，所述裝置包括：

第一獲取模塊901，用于獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；

第二獲取模塊902，用于獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；

優選地，所述第二獲取模塊902，具體用于：

用彩色攝像頭獲取在所述被檢測物體表面上的所述預設標識條的彩色圖像；

將所述彩色圖像轉換為yuv空間下的圖像；

用u空間下的圖像減去v空間下的圖像，獲取所述增強圖像信息。

第三獲取模塊903，用于根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查。

優選地，所述第三獲取模塊903，具體用于：

根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值；

若所述自適應閾值在預設閾值范圍內，則用所述自適應閾值對所述增強圖像信息做二值化處理，得到所述預設標識條的特征信息。

優選地，所述裝置還包括：

返回模塊，用于在根據所述增強圖像信息獲取自適應閾值之后，若所述自適應閾值在所述預設閾值范圍外，則返回執行獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息。

優選地，所述預設標識條為帶顏色且摻雜帶磁性材料的標識條。

本發明實施例提供一種輔助實現自動化無損檢測的裝置，獲取被檢測物體上的預設標識條的顏色信息，所述預設標識條為與所述待測物體的顏色差別度大于預設差別度閾值的顏色標識條；獲取所述顏色信息對應的增強圖像信息；根據所述增強圖像信息獲取所述預設標識條的特征信息，所述特征信息用于指示檢測物體的自動掃查；本發明實施例通過選用帶磁性的柔性材質做標識條，這樣就可以沿著任意復雜幾何曲面表面上的任意復雜形狀的空間曲線焊縫鋪設；并通過給柔性標識條表面帶上顏色，提升標識條和鋼材表面的對比度，可以代替人眼識別焊縫；配合有驅動能力的掃查器，采用識別出來的標識條做引導，可以實現掃查器自動掃查。

以上結合具體實施例描述了本發明實施例的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明實施例的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明實施例保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明實施例的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明實施例的保護范圍之內。