一种非接触式弹体表面损伤无损检测装置及方法

1.本发明涉及弹体表面无损检测技术领域，特别是涉及一种非接触式弹体表面损伤无损检测装置及方法。


背景技术：

2.当前，在对弹体表面缺陷进行检测时，还没有一套完整的检测系统和设备，所用的都是传统目测检测方法，由操作人员人眼目视辨别检测结果和凭经验进行判别，检测效率较低，无法对检测过程和结果进行回溯。这种由人工对弹体表面损伤程度进行判断的方式，会导致检测结果不稳定，很容易造成漏判和误判，为安全留下隐患，如何快速明确弹体表面完整性状态，并能获得局部损伤部位详细损伤信息的检测技术是当前弹体完好性检测的亟需方向。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种非接触式弹体表面损伤无损检测装置及方法。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种led光源机器视觉整体快速粗扫后激光三维扫描局部慢扫的“快-慢”结合检测技术，方案如下：
5.一种非接触式弹体表面损伤无损检测装置，包括：
6.led光源机器视觉系统，用于获取待检测弹体的led光源机器视觉图像；
7.激光三维扫描系统，用于获取机器视觉图像标注的弹体损伤部位三维扫描图像；当待检测弹体表面存在损伤时，三维扫描图像中包含损伤位置和损伤特征参数，损伤特征参数包括损伤长度、宽度和损伤深度信息；
8.上位机，分别与led光源机器视觉系统和所述激光三维扫描系统连接，存储有与待检测弹体对应的真实完好性弹体三维立体图像，用于待检测弹体损伤部位的三维扫描图像与完好弹体的三维立体图像分析比对，以及led光源机器视觉图像、待检测弹体损伤部位的三维扫描图像的融合，以生成融合性检测结果；所述检测结果以图像形式进行显示。
9.优选地，led光源机器视觉系统包括：
10.图像采集器，用于采集待检测弹体表面的图像；
11.图像处理器，与所述图像采集器连接，安装于上位机中，用于基于所述图像采集器采集的待检测弹体图像生成所述视觉图像。
12.优选地，led光源机器视觉系统还包括：
13.led光源，用于提供拍摄光源。
14.优选地，所述激光三维扫描系统包括：
15.三维激光扫描仪，用于对机器视觉图像标注的弹体损伤部位进行三维扫描；
16.图像处理器与三维激光扫描仪和超声波探伤仪连接，安装于上位机中，用于基于弹体损伤部位三维激光扫描图像的分析处理，生成损伤部位三维扫描图像，显示损伤特征
信息。
17.对应于上述提供的非接触式弹体表面损伤无损检测装置，本发明还提供了一种非接触式弹体表面损伤无损检测方法，该方法包括：
18.获取待检测弹体表面的led光源机器视觉图像；所述led光源机器视觉图像为所述待检测弹体表面的2d平面图像，定位并标准弹体表面损伤部位；
19.获取机器视觉图像标注的弹体损伤部位三维扫描图像；当待检测弹体表面存在损伤时，三维扫描图像中包含损伤位置和损伤特征参数，所述损伤特征参数包括损伤长度、宽度和损伤深度信息；
20.融合led光源机器视觉图像与机器视觉图像标注的弹体损伤部位三维扫描图像，以生成融合性检测结果；
21.以图像形式显示检测结果。
22.优选地，采用图像逐层融合技术融合所述led光源机器视觉图像与弹体损伤部位三维扫描图像；图像融合软件包括图片合成器、snapseed和picsart。
23.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
24.本发明提供的非接触式弹体表面损伤无损检测装置和方法，针对弹体表面损伤的非接触快速检测，本发明提供的弹体损伤检测系统针对弹体表面损伤检测快速化和精细化要求，创造性地采用led光源机器视觉“快”定位和激光三维扫描“精”成像的“快-慢”结合模式，即采用led光源机器视觉和激光三维扫描耦合的图像识别方法对弹体表面损伤状态进行快速高精度地识别分析，其中，采用激光三维扫描系统对弹体表面划痕、体积损伤、变形等外观形貌进行三维扫描成像，并将损伤位置和损伤参数标注显示在三维扫描图像上。通过融合led光源机器视觉图像和三维扫描图像，能够得到弹体表面是否存在损伤以及损伤性质特征的检测结果，将“快”“慢”扫描图像融合得到被检测对象的详细损伤信息，实现弹体表面损伤的定性和定量分析检测，具有快速、高灵敏、无损、非接触、可在线和性价比高等显著特点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例一提供的非接触式弹体表面损伤无损检测装置的原理示意图；
27.图2为本发明实施例一提供的弹体的led光源机器视觉图；
28.图3为本发明实施例一提供的弹体表面损伤激光三维扫描成像图；
29.图4为本发明实施例一提供的弹体表面损伤“机器视觉-三维扫描”复合成像图；
30.图5为本发明实施例二提供的非接触式弹体表面损伤无损检测方法的流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种非接触式弹体表面损伤无损检测装置和方法，获得被检测损伤的位置分布及其性质特征信息的融合图像，实现对损伤的快速定位与详细识别，提高弹体表面损伤检测的精确性与高效性。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.实施例一
35.如图1所示，本发明提供的非接触式弹体表面损伤无损检测装置，包括：led光源机器视觉系统1、激光三维扫描系统2和上位机3。
36.led光源机器视觉系统1用于快速获取待检测弹体的led光源机器视觉图像，定位并标注弹体表面损伤部位，获取得到的led光源机器视觉图像是待检测弹体的2d平面图像，如图2所示。
37.激光三维扫描系统2用于获取机器视觉图像标注弹体损伤部位的三维扫描图像，如图3所示。当待检测弹体表面存在损伤时，对机器视觉图像标注的弹体损伤部位进行激光三维“慢”扫，并与完好弹体真实的三维立体图像在线实时比对，获得损伤部位详细的特征信息；三维扫描图像中包含损伤位置和损伤特征参数，损伤特征参数包括损伤长度、宽度和损伤深度，扫描速度相对较慢，但扫描结构更加全面精确。
38.上位机3分别与led光源机器视觉系统1和激光三维扫描系统2连接，上位机3中存储有与待检测弹体对应的完好性弹体三维立体图像，用于待检测弹体损伤部位的三维扫描图像与完好弹体的三维立体图像分析比对，以及与led光源机器视觉图像的融合，以生成融合性检测结果。检测结果以图像形式进行显示，如图4所示。
39.其中，led光源机器视觉系统1包括：图像采集器、图像处理器和led光源。
40.图像采集器用于采集待检测弹体的图像。
41.图像处理器与图像采集器连接，安装于上位机3中，用于基于图像采集器采集待检测弹体的图像，生成平面图像。
42.led光源用于提供拍摄光源。
43.激光三维扫描系统2包括：三维激光扫描仪和图像处理器。
44.三维激光扫描仪用于对待检测弹体进行三维扫描。
45.图像处理器与三维激光扫描仪连接，安装于上位机3中，用于弹体损伤部位三维激光扫描图像的分析处理，生成损伤部位三维扫描图像，显示损伤特征信息。
46.其中，led光源机器视觉系统1中的图像处理器和激光三维扫描系统2中处理器的工作均由上位机完成。
47.实施例二
48.本发明提供了一种非接触式弹体表面损伤无损检测方法，如图5所示，该方法包括：
49.步骤100：获取待检测弹体的led光源机器视觉图像。led光源机器视觉图像为待检测弹体的2d平面图像，定位并标准弹体表面损伤部位。
50.步骤101：获取机器视觉图像标注的弹体损伤部位三维扫描图像，以能够与完好弹体的三维立体图像在线实时比对。当待检测弹体表面存在损伤时，三维扫描图像中包含损伤位置和损伤特征参数，损伤特征参数包括损伤长度、宽度和损伤深度信息。
51.步骤102：融合led光源机器视觉图像和损伤部位三维扫描图像，以生成检测结果。
52.步骤103：以图像形式显示检测结果。当弹体表面存在损伤时，显示的检测结果是在机器视觉图像上标注损伤位置，并从标注点引出箭头附加该损伤点的三维扫描图像，同时显示损伤特征参数。当弹体表面不存在损伤时，机器视觉图像上则不会有附加标注及显示。
53.具体的，采用图像逐层融合技术融合led光源机器视觉图像和待检测弹体损伤部位三维扫描图像，以生成检测结果，采用的图像逐层融合技术为现有的图层融合技术。
54.具体的，图像融合软件可选图片合成器、snapseed、picsart等软件。所述图像融合处理模块为安装有图像融合软件的上位机3。
55.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
56.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。