工件识别方法及检测终端与流程

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种工件识别方法及检测终端。

背景技术：

在大型机械设备(例如，风力发电机组)中，成千上万的工件关系着设备的运转和操作人员的安全。因此，针对已安装工件(尤其是关键工件)的定期检查显得尤为重要。在对已安装工件进行检查时，由于工件数量众多，加上工件的自身尺寸、安装位置、安装方式等因素，使得工件的身份识别成为一个难点。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下问题：现有技术中，一般采用喷墨或激光雕刻编号、粘贴或悬挂标签等方式来区分不同工件。但是，在工件表面喷墨或者雕刻编号，易受表面污染和金属锈迹的影响；而粘贴或悬挂标签，其寿命和可靠性则存在一定的不足。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种工件识别方法及检测终端，以解决现有技术中依靠外部标记无法从本质上进行工件身份识别的缺陷，实现精确、可靠的工件身份识别。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种工件识别方法，包括：获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波；将所述目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为所述目标工件的身份标识。

本发明实施例还提供了一种检测终端，包括：回波采集模块，用于获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波；数据比对模块，用于将所述目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为所述目标工件的身份标识。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于运行所述存储器中存储的所述计算机程序，以用于：获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波；将所述目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为所述目标工件的身份标识。

本发明实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有可被处理器执行的计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的工件识别方法。

本发明实施例提供的工件识别方法及检测终端，通过对工件返回的超声波回波信号进行分析比对，能够依据工件自身的材料结构特性进行工件身份识别，提高了工件身份识别的精确度和可靠性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明提供的工件识别方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的工件识别方法另一个实施例的流程图；

图3为本发明提供的工件识别方法又一个实施例的流程图；

图4为本发明提供的工件识别方法再一个实施例的流程图；

图5为本发明提供的工件识别方法还一个实施例的流程图；

图6为本发明提供的检测终端一个实施例的结构示意图；

图7为本发明提供的检测终端另一个实施例的结构示意图；

图8为本发明提供的计算机设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

图1为本发明提供的工件识别方法一个实施例的流程图。如图1所示，本发明实施例提供了一种工件识别方法，该方法的执行主体可以为用于进行工件识别的检测终端，该方法也可以由检测终端和数据库配合进行执行。该方法包括如下步骤：

s101，获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波。

在本发明实施例中，利用工件对超声波产生回波的原理，在工件表面产生超声波(例如，可以在工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励，使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波)，并获取由工件底部返回到工件表面的超声波回波(该超声波回波从工件表面穿过工件内部结构到达工件底部，然后再沿着底部返回到超声压电材料所在的表面，超声波和超声波回波的传输路径贯穿了工件的整个内部结构。由于每个工件都有自身的结构和材料特性，使得不同工件的超声波回波具有与工件自身特性相关的特性，这种超声波回波的特性可以作为工件的身份识别信息)，通过对超声波回波的分析处理，达到依据工件自身的材料结构特性，进行工件身份识别的目的。

在安装之前，首先需要对各工件进行基准数据采集，一般情况下，在固定的20℃的温度下进行基准数据的采集。通过上述手段获取工件(需要进行身份识别的所有工件)的基准数据，为各工件设置身份标识(如，编号)，将配有身份标识的基准数据进行存储(例如，可以集中储存于专门的数据库中)。

当需要对某些工件进行身份识别时，再次通过上述手段获取目标工件(待识别身份的工件)的超声波回波，将该回波信号转换为电压信号。

s102，将目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为该目标工件的身份标识。

将目标工件的超声波回波与存储于数据库中的基准数据作比对，得到相似度最高的基准数据所对应的身份标识，即为该目标工件的身份标识。

本发明实施例提供的工件识别方法，通过对工件返回的超声波回波信号进行分析比对，能够依据工件自身的材料结构特性进行工件身份识别，提高了工件身份识别的精确度和可靠性。

实施例二

图2为本发明提供的工件识别方法另一个实施例的流程图。如图2所示，在上述图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的工件识别方法可以进一步包括如下步骤：

s201，对预先设置于目标工件的工件表面的超声压电材料施加超声波激发信号，以在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波。

s202，获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波。

在本发明实施例中，可以在目标工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励，使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波，并获取目标工件的超声波回波。

s203，将超声波回波与存储于数据库中的各基准数据分别进行相关系数计算。

在本发明实施例中，目标工件的超声波回波与基准数据的比对操作可以具体为：以遍历的方式将目标工件的超声波回波与数据库中的每一个基准数据依次进行相关系数的计算操作(例如，计算超声波回波与基准数据的互相关函数最大值等)。

s204，将相关系数最大的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

对步骤s204中计算出的所有相关系数进行从大到小排序，得到的最大的相关系数所对应的基准数据的身份标识(编号)就是目标工件的身份标识。

本发明实施例提供的工件识别方法，通过以遍历的方式将目标工件的超声波回波与存储于数据库中的每一个基准数据进行相关系数计算，从而获得相关系数最大的基准数据所对应的身份标识，即为目标工件的身份标识，能够依据工件自身的材料结构特性进行工件身份识别，提高了工件身份识别的精确度和可靠性。

实施例三

图3为本发明提供的工件识别方法又一个实施例的流程图。如图3所示，在上述图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的工件识别方法可以进一步包括如下步骤：

s301，对预先设置于目标工件的工件表面的超声压电材料施加超声波激发信号，以在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波。

s302，获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波。

在本发明实施例中，可以在目标工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励，使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波，并获取目标工件的超声波回波。

s303，将目标工件的超声波回波的指定波段与存储于数据库中的各基准数据的指定波段进行比对。

在本发明实施例中，超声波回波与基准数据的比对操作可以具体为：对指定的数据段(例如，指定波段能够较好地表示目标工件的固有特性，该固有特性一般是不变或变化很小的)进行比对。

s304，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

举例说明，检测终端在现场采集到的超声波回波(电压信号)的总长度为100μs，根据经验认为该电压信号的2～12μs的波形能够代表目标工件的固有特性，则检测终端截取电压信号的第2～12μs作为指定数据段，并发给数据库。数据库将其与存储的基准数据的指定波段(2～12μs)进行比对，例如，可以分别进行相关系数计算，相关系数最大的基准数据所对应的身份即为目标工件的身份。

本发明实施例提供的工件识别方法，通过对能够代表目标工件的固有特性的指定波段进行比对，能够较大地提高工件身份识别的精确度。

实施例四

图4为本发明提供的工件识别方法再一个实施例的流程图。如图4所示，在上述图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的工件识别方法可以进一步包括如下步骤：

s401，对预先设置于目标工件的工件表面的超声压电材料施加超声波激发信号，以在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波。

s402，获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波。

在本发明实施例中，可以在目标工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励，使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波，并获取目标工件的超声波回波。

s403，对目标工件的超声波回波进行分段处理，形成多个分段数据。

s404，分别将目标工件的多个分段数据与存储于数据库中的各基准数据进行分段比对。

在本发明实施例中，目标工件的超声波回波与基准数据的比对操作可以具体为：对超声波回波和基准数据进行分段比对。

s405，将分段比对成功数目最多的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

举例说明，假设数据库已预先采集和存储了100个工件的基准数据(100个电压信号的波形)，当对目标工件进行现场采集获得了超声波回波(电压信号)，对其进行分段处理后，得到5个分段数据(假设为t0、t1、t2、t3和t4)。数据库将这5个分段数据与100个基准数据分别进行比对(例如，可以进行相关系数计算，相关系数大于预设阈值时，则认定为比对成功)，假设做完所有比对后，基准数据a中比对成功了3个分段数据(t0、t1、t3)、基准数据b中比对成功了4个分段数据(t1、t2、t3和t4)、……。则比对成功数目最多的基准数据b所对应的身份即为目标工件的身份。进一步地，如果在比对过程中，找到与目标工件所有的分段数据都比对成功的基准数据，如，基准数据c中比对成功了5个分段数据(t0、t1、t2、t3和t4)，则可以停止比对，直接将基准数据c所对应的身份确认为目标工件的身份。

本发明实施例提供的工件识别方法，通过对超声波回波进行分段处理，然后将各个分段数据与基准数据进行比对，能够较大地提高工件身份识别的精确度。

实施例五

图5为本发明提供的工件识别方法还一个实施例的流程图。如图5所示，在上述图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的工件识别方法可以进一步包括如下步骤：

s501，对预先设置于目标工件的工件表面的超声压电材料施加超声波激发信号，以在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波。

s502，获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波。

在本发明实施例中，可以在目标工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励，使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波，并获取目标工件的超声波回波。

s503，对目标工件的超声波回波进行特征提取，获取特征数据。

s504，将目标工件的特征数据与存储于数据库中的各基准数据进行特征匹配。

在本发明实施例中，目标工件的超声波回波与基准数据的比对操作可以具体为：对超声波回波和基准数据进行特征比对。检测终端可以对超声波回波(电压信号)进行特征提取(时域、频域、时频域)。例如，时域特征可以为：最大值、最小值、顶值、底值、幅值、正负过冲、平均值、方差、标准差、有效值或均方值；频域特征可以为：幅频特性、相频特性、相干函数、中心频率或带宽；或者可以将时域特征和频域特征相结合。

s505，将匹配成功的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

在本发明的上述实施例中，超声波经由工件表面、穿过工件内部结构到达工件底部、并最终返回回波至工件表面，所经历的时间跨度，称之为回波时长。经实验验证，同种材料、同尺寸(型号)的工件，其温度(tp)对回波时长(t)的影响是呈线性的。也就是说，温度影响超声波在介质中的传播波速，温度越高，超声波速越慢。当温度变化后，使得超声波回波中，本来应该出现在某个位置的一个波峰向前或向后移动。因此，当目标工件的现场温度变化较大时，在将目标工件的超声波回波与基准数据进行比对之前，可以获取目标工件所在现场的温度数据，并根据该温度数据对超声波回波进行修正。然后将修正后的超声波回波与基准数据进行比对，最终获得目标工件的身份标识。

本发明实施例提供的工件识别方法，通过对目标工件的超声波回波进行特征提取，然后与基准数据进行特征匹配，并通过现场温度对超声波回波进行温度补偿，使得工件身份识别的精确度更高。

实施例六

图6为本发明提供的检测终端一个实施例的结构示意图，可用执行如图1所示的方法步骤。如图6所示，本发明实施例提供了一种检测终端，包括：回波采集模块61和数据比对模块62。

其中，回波采集模块61用于获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波；数据比对模块62用于将目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

在本发明实施例中，利用工件对超声波产生回波的原理，在工件表面产生超声波(例如，可以在工件表面安装超声压电材料，通过对超声压电材料施加特定电压激励使之在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波)，并获取由工件底部返回到工件表面的超声波回波，作为工件的身份识别信息。通过对超声波回波的分析处理，达到依据工件自身的材料结构特性，进行工件身份识别的目的。

在安装之前，首先需要对各工件进行基准数据采集。通过上述手段获取工件(需要进行身份识别的所有工件)的基准数据，为各工件设置身份标识(如，编号)，将配有身份标识的基准数据进行存储(例如，可以集中储存于专门的数据库中)。

当需要对某些工件进行身份识别时，回波采集模块61通过上述手段获取目标工件(待识别身份的工件)的超声波回波，将该回波信号转换为电压信号。数据比对模块62将目标工件的超声波回波与存储于数据库中的基准数据作比对，得到相似度最高的基准数据所对应的身份标识，即为该目标工件的身份标识。

本发明实施例提供的检测终端，通过对工件返回的超声波回波信号进行分析比对，能够依据工件自身的材料结构特性进行工件身份识别，提高了工件身份识别的精确度和可靠性。

实施例七

图7为本发明提供的检测终端另一个实施例的结构示意图。如图7所示，在上述图6所示实施例的基础上，本发明提供的工件识别装置还可以包括：超声波激发模块71。该超声波激发模块71可以用于对预先设置于工件表面的超声压电材料施加超声波激发信号，以在工件表面产生朝向工件底部方向传播的超声波。

进一步地，本发明实施例中的数据比对模块62可以包括：第一数据比对单元621和第一身份识别单元622。其中，第一数据比对单元621用于将目标工件的超声波回波与存储于数据库中的各基准数据分别进行相关系数计算；第一身份识别单元622用于将相关系数最大的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

更进一步地，本发明实施例中的数据比对模块62还可以包括：第二数据比对单元623和第二身份识别单元624。其中，第二数据比对单元623用于将目标工件的超声波回波的指定波段与存储于数据库中的各基准数据的指定波段进行比对；第二身份识别单元624用于将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

另外，本发明实施例中的数据比对模块62还可以包括：分段处理单元625、第三数据比对单元626和第三身份识别单元627。其中，分段处理单元625用于对目标工件的超声波回波进行分段处理，形成多个分段数据；第三数据比对单元626用于分别将目标工件的多个分段数据与存储于数据库中的各基准数据进行分段比对；第三身份识别单元627用于将分段比对成功数目最多的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

另外，本发明实施例中的数据比对模块62还可以包括：特征提取单元628、第四数据比对单元629和第四身份识别单元6210。其中，特征提取单元628用于对目标工件的超声波回波进行特征提取，获取特征数据；第四数据比对单元629用于将目标工件的特征数据与存储于数据库中的各基准数据进行特征匹配；第四身份识别单元6210用于将匹配成功的基准数据所对应的身份标识确定为目标工件的身份标识。

另外，本发明实施例提供的检测终端还可以包括：温度修正模块72。该温度修正模块72用于在数据比对模块72进行比对操作之前，获取目标工件所在现场的温度数据，根据所述温度数据对目标工件的超声波回波进行修正。

本发明实施例中各功能模块及单元的具体功能实现详见上述方法实施例中的描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的检测终端，通过各种方式对目标工件的超声波回波和基准数据进行比对，能够依据工件自身的材料结构特性进行工件身份识别，提高了工件身份识别的精确度和可靠性。

实施例八

以上描述了检测终端的内部功能和结构，该装置可实现为一种计算机设备。图8为本发明提供的计算机设备实施例的结构示意图。如图8所示，该计算机设备包括存储器81和处理器82。

存储器81，用于存储程序。除上述程序之外，存储器81还可被配置为存储其它各种数据以支持在计算机设备上的操作。这些数据的示例包括用于在计算机设备上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。

存储器81可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

处理器82，与存储器81耦合，执行存储器81所存储的计算机程序，以用于：

获取目标工件从工件底部返回到工件表面的超声波回波；将所述目标工件的超声波回波与基准数据进行比对，将相似度最高的基准数据所对应的身份标识确定为所述目标工件的身份标识。

进一步，如图8所示，计算机设备还可以包括：通信组件83、电源组件84、音频组件85、显示器86等其它组件。图8中仅示意性给出部分组件，并不意味着计算机设备只包括图8所示组件。

通信组件83被配置为便于计算机设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。计算机设备可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件83经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，该通信组件83还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。

电源组件84，为计算机设备的各种组件提供电力。电源组件84可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为计算机设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

音频组件85被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件85包括一个麦克风(mic)，当计算机设备处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器81或经由通信组件83发送。在一些实施例中，音频组件85还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

显示器86包括屏幕，其屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。该触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。

本发明实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质。该存储介质上存储有可被处理器执行的计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中所描述的工件识别方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。