一种风力机叶片表面损伤检测方法与流程

本发明涉及设备损伤检测技术领域，具体涉及一种基于图像分割技术进行风力机叶片表面损伤检测的方法。

背景技术：

风力机叶片作为受力结构件，会出现表面损伤的质量事故，对其进行监测和检测是至关重要的。叶片表面损伤检测主要采用接触式的方式，即将传感器阵列预先埋入风力机叶片的关键位置，根据光纤输出端探测到的光信号判断出损伤的位置、大小及趋势等。这类方法需要布置庞大数量的传感器，对风力机设计、风力机稳定性、风力机费用等均是巨大的挑战。因此，针对风力机叶片的表面损伤，需要借助图像处理这一“视觉”工具发展高效的非接触式检测方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图像分割技术的风力机叶片表面损伤检测方法。

本发明的风力机叶片表面损伤检测方法，包括以下步骤：

a.通过高分辨率相机采集获得风力机叶片的图像。

b.将图像转换为灰度图像，记该图像为，令是图像区域，即的定义域。

c.按照以下步骤对风力机叶片图像进行图像分割处理。

c1.设置图像分割的总次数k。给定初始待分割区域为、初值、权重和。

c2.应用分裂bregman方法迭代求解

其中是lagrange乘子，是长度项权重，是水平集函数，是区域d的特征函数，是区域的平均灰度值。在求解过程中，对于区域d外的点始终保持其取值为-1，即，求解得结果记为，其中表示当前分割次数。

c3.判断分割次数是否达到k次，若未达到，则给定待分割区域d、初值、权重和，并返回步骤c2。

d.针对第k次的求解结果，求其0-等值线，记为曲线c，则曲线c对应着叶片损伤区域的边缘。

该方法针对叶片图像，通过更新分割区域，多次求解图像分割问题对应的最优化问题，得到目标物边缘曲线，从而达到检测叶片表面损伤的目的。本发明的风力机叶片表面损伤的图像检测方法属于非接触式的，将检测问题转化为凸优化问题，便于加入必要的分割思想，具有较高的普适性。采用高效的优化方法求解凸优化问题，求解速率快，精度高。

附图说明

图1为带损伤的风力机叶片灰度图像；

图2为第一次分割所得的结果；

图3为第二次分割所得的结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明详细说明，以下实施例只是描述性的，非限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

针对某表面受损的风力机叶片，采用本发明方法进行表面损伤检测，具体步骤如下：

a.采集带损伤叶片的图像。

b.将图像转换为灰度图像，记该图像为，记是图像区域。如图1所示，其中2表示的是风力机叶片，1表示的是损伤区域。

c.按照以下步骤对风力机叶片图像进行图像分割处理。

c1.设置分割次数，给定初始区域和初值，给定权重和。

c2.进行第一次图像分割。应用分裂bregman方法迭代求解

得到优化结果。

c3.进行第二次图像分割。更新初始区域，如图2中3所示，并给定初值，给定权重和，应用分裂bregman方法迭代求解问题

且在迭代过程中始终保持，得到优化结果。

d.求优化结果的0-等值线，如图3中4所示，该曲线即为叶片表面损伤区域的边缘。