[发明专利]一种固结磨料研抛垫表面磨损状况定量化判定方法及系统

权利要求书

1.一种固结磨料研抛垫表面磨损状况定量化判定方法，其特征在于，包括：

获取工件研抛过程中每一加工阶段的固结磨料研抛垫FPA表面图像和固结磨料研抛垫FPA三维表面形貌图；

对每一加工阶段的所述FPA表面图像进行预处理，得到预处理后的FPA表面图像；所述预处理后的FPA表面图像包括锐化滤波后的梯度图、梯度图的频谱数据、FPA表面结构化矩阵和FPA表面变化矩阵；

将所述锐化滤波后的梯度图、所述梯度图的频谱数据、所述FPA表面结构化矩阵和所述FPA表面变化矩阵合并为多通道FPA表面图像样本；

对每一加工阶段的所述FPA三维表面形貌图进行三维形貌分析，计算FPA表面粗糙度定量数据；

根据每一加工阶段的所述FPA表面粗糙度定量数据和工件材料去除率得到每一加工阶段的FPA表面的磨损状况；

对每一加工阶段的所述多通道FPA表面图像样本，利用对应加工阶段的所述FPA表面的磨损状况设定标签，得到附有标签的多通道FPA表面图像样本；

基于三维卷积神经网络模型和轻量化长短期记忆网络架构构建改进后的三维卷积神经网络模型；

根据所有加工阶段的所有所述附有标签的多通道FPA表面图像样本对所述改进后的三维卷积神经网络模型进行训练，得到磨损状况定量化判定模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每一加工阶段的所述FPA表面图像进行预处理，得到预处理后的FPA表面图像，具体包括：

对每一加工阶段的所述FPA表面图像进行图像分割，得到多个FPA表面子图；所述FPA表面图像包括若干张FPA表面不同位置的图像；

利用锐化滤波Sobel算子对每一所述FPA表面子图进行锐化滤波，得到多个锐化滤波后的梯度图；

利用二维离散傅里叶变换对每一所述锐化滤波后的梯度图进行频谱计算，得到多个梯度图的频谱数据；

利用矩阵分解算法对每一所述锐化滤波后的梯度图进行表面变化信息与结构化信息分离，得到多个FPA表面结构化矩阵和多个FPA表面变化矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用锐化滤波Sobel算子对每一所述FPA表面子图进行锐化滤波，得到多个锐化滤波后的梯度图具体包括：

确定所述Sobel算子的滤波因子；

将所述滤波因子与每一所述FPA表面子图进行卷积操作提取图像边缘灰度突变，获得图像在水平/垂直方向上的梯度，即得到锐化滤波后的梯度图。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用矩阵分解算法对每一所述锐化滤波后的梯度图进行表面变化信息与结构化信息分离，得到多个FPA表面结构化矩阵和多个FPA表面变化矩阵，具体包括：

根据所述锐化滤波后的梯度图的表面结构化信息与表面变化信息构建目标函数和约束条件；所述目标函数为所述约束条件为s.t.A+E＝G其中，A和E分别代表梯度图G中的表面结构化信息与变化信息；|| ||_*为核范数、|| ||₁为范数；λ表示超参数，用以控制变化信息比重；

基于所述目标函数和所述约束条件构建表面结构化信息与表面变化信息的拉格朗日等式；所述拉格朗日等式为其中，·,·、|| ||_F分别表示矩阵内积与F-范数，Ψ、μ分别表示乘系数与罚因子；

利用交替方向乘子法ADMM优化框架对所述拉格朗日等式进行迭代求解，得到所述FPA表面结构化矩阵和所述FPA表面变化矩阵。