[发明专利]一种立体视觉腐蚀形貌检测装置及检测方法

说明书

本发明属于飞机结构腐蚀损伤无损检测技术领域，具体涉及一种立体视觉腐蚀形貌检测装置及检测方法。本发明通过在现有的立体视觉检测装置中增加图形处理软件接收CCD光电传感器的信息，快速获得高精度的腐蚀损伤三维形貌云图，实现全面扫描被测产品表面，实现被测产品表面三维形貌重构，本装置结构简单，使用简便。

技术领域

本发明属于飞机结构腐蚀损伤无损检测技术领域，具体涉及一种立体视觉腐蚀形貌检测装置及检测方法。

背景技术

环境腐蚀已经对飞机安全使用及军机的战斗力发挥构成了严重的威胁腐蚀损伤会引起机体结构材料的断裂韧性降低,加快裂纹的形成与扩展,从而严重降低飞机结构的剩余强度和寿命,甚至产生无预兆的突然断裂,严重威胁着飞机及机组人员的安全。如何来评测飞机结构的腐蚀损伤,如何评价腐蚀损伤对飞机结构剩余强度及寿命的影响,以及如何对飞机机体结构的腐蚀损伤及遭受腐蚀损伤后的寿命进行管理是摆在飞机结构工程师们面前函待解决的重大课题。为此，发现飞机早期腐蚀损伤情况显得尤为重要。目前，工程上用于飞机腐蚀损伤无损检测主要是超声检测、涡流检测、X射线等等，但是这些方法检测精度不高，比较好的在0.1mm左右，并且若要进行三维成像，耗时很长，不利于日常检查任务。

近年来，随着计算机技术、机器视觉硬件和算法的快速发展，立体视觉技术越来越成熟，为腐蚀形貌提供了更精确的、更全面的扫描和再现技术工具，特别是腐蚀的深度方向，精度可达到0.001mm，可以得到量化的准确数据，并且扫描速度相对于其他无损检测方法快很多。现有国内外在此领域的研究成果较少，尚未见到相关研究的论文及成果。

发明内容

本发明的目的

本发明所要解决的技术问题是飞机结构表面腐蚀损伤快速检测，并获得其三维形貌信息，为后续强度和寿命分析等提供依据。同时也能为视情维修以及后续飞机设计提供参考，据此确定最佳的维修时间及维修方案，避免过早维修导致的增加人力、物力，及维修滞后导致的结构性能下降，保证飞行安全。

本发明的技术方案

一种立体视觉腐蚀形貌检测装置，包括激光发射器、透镜、偏光镜和CCD光电传感器；由激光发射器发射激光打在透镜上，一部分光通过透镜折射到被测工件表面，一部分光被透镜反射并进入偏光镜然后折射传入CCD传感器上，折射到工件表面的光再漫反射通过透镜进入偏光镜然后折射传入CCD传感器上，由物体表面的反射光和偏光镜产生的同频同幅的同源折射光，在CCD光电传感器上形成干涉条纹，其特征在于在立体视觉检测装置中增加图形处理软件接收CCD光电传感器的信息。

所述图形处理软件是用于将接收CCD光电传感器的信息通过分辨率优化、图像去噪、冗余消除等图像处理技术解调出相位，准确描述干涉条纹图，通过处理后的干涉条纹距离来计算物体深度方向的距离，获取被测位置物体表面三维形貌信息，不断调整激光发射器的位置，实现全面扫描被测飞机机体结构表面，实现被测飞机机体结构表面三维形貌重构。

所述三维形貌信息包括图像轮廓信息，深度、腐蚀面积等信息。

所述透镜为25mm透镜。

一种立体视觉腐蚀形貌检测方法，其特征在于，包括以下步骤：首先准备两件工件作，其中一件作为基准面，另一件作为比对件，通过立体视觉检测装置点云扫描获得样品表面的数据信息，然后通过图形处理软件对两片实验点云进行匹配拼接，最后进行偏差的测量，得到两工件扫描数据对比得到腐蚀形貌。

所述两工件扫描数据对比是通过色谱图提取腐蚀形貌信息；色谱图中暖色区域代表比对件的这部分区域与基准件相比空间位置偏高，冷色区域代表空间位置偏低。

所述两工件扫描数据对比是通过手动标注中所显示的数值，提取腐蚀形貌信息。

发明的效果