[发明专利]一种增材制造过程中的缺陷检测方法及系统

权利要求书

1.一种增材制造过程中的缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a.获取输入数据，所述输入数据至少包括待测构件的表面温度T、图像数据；

步骤b.基于待测构件的表面温度T计算光谱数据，所述光谱数据包括光谱积分强度I、相关系数C；

步骤c.根据表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C和预设数据模板匹配规则，判断待测构件存在的内部缺陷类型，并定位出产生内部缺陷的位置；其中，光谱积分强度I是根据热力学中的斯特藩-玻尔兹曼定律计算得到的，用于表征温度场的变化；相关系数C是根据皮尔逊相关系数计算得到的，用于表征当前检测的光谱与无缺陷构件的参考光谱之间的关联程度；其中，内部缺陷类型包括内部空腔、内部分层，表面缺陷类型包括表面裂缝、表面气孔；

步骤d.对发生内部缺陷位置的点进行光谱分析，得到内部缺陷信息，内部缺陷信息包括内部缺陷面积s₁、内部缺陷深度d₁、内部缺陷宽度w₁；

步骤e.基于视觉检测算法模型，对待分析图像进行分析，得到表面缺陷信息；待分析图像为标准图像数据，表面缺陷信息包括表面缺陷类型、表面缺陷位置、表面缺陷深度d₂、表面缺陷面积s₂、表面缺陷宽度w₂；

所述步骤e中，视觉检测算法模型包括3D目标检测算法，用于确定表面缺陷类型、表面缺陷位置和表面缺陷深度d₂，具体包括如下步骤：

获取同一缺陷检测场景下的两幅图像数据，根据立体匹配算法得到两幅图像数据中对应的像素点；根据三角视差法计算得到视差信息，并转换为深度图，深度图用于表示缺陷检测场景中缺陷目标的深度；

将图像数据输入特征提取网络，深度图输入滤波器生成网络，并通过深度引导滤波模块对特征图信息进行多尺度融合处理，得到特征图；

将特征图输入检测头模块，再对其进行非极大值抑制和结果微调处理后，输出表面缺陷类型和三维检测框；三维检测框对应于表面缺陷位置，且包含表面缺陷宽度、表面缺陷高度和表面缺陷深度d₂三个维度。

2.根据权利要求1所述的一种增材制造过程中的缺陷检测方法，其特征在于：预设模板匹配规则具体为：

|avg(X)-avg(Y)≤std(X)|，且|avg(X)-avg(Y)≤std(Y)|；

其中，X表示在某时刻t待测构件各坐标的表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C三个参量的数据，Y表示在某时刻t的预设模板各坐标的表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C三个参量的数据，avg(X)或avg(Y)表示平均值运算，std(X)或std(Y)表示标准差运算。

3.根据权利要求1所述的一种增材制造过程中的缺陷检测方法，其特征在于：还包括步骤f.输出缺陷信息，并对图像进行可视化显示。

4.根据权利要求1所述的一种增材制造过程中的缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤c中，根据表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C和预设数据模板匹配规则，判断待测构件存在的内部缺陷类型，并定位出产生内部缺陷的位置；具体包括如下步骤：

c1.获取表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C和预设数据模板匹配规则；

c2.将待测构件的表面温度T、光谱积分强度I、相关系数C与预设数据模板匹配规则进行匹配，若符合预设模板匹配规则，则判断待测构件存在与模板相同类型的内部缺陷；

c3.将存在内部缺陷的待测构件与数据模板进行比对，遍历得到待测构件中与模板中数据相同的所有点，所有点构成的连通区域为产生内部缺陷的位置。

5.根据权利要求1所述的一种增材制造过程中的缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤d中，对发生内部缺陷位置的点进行光谱分析，得到内部缺陷信息；具体包括如下步骤：

d1.将太赫兹作为入射信号穿过待测构件，得到时域波形；

d2.基于时域波形，得到时间延迟T_d；

d3.基于时间延迟T_d与专家库中内部缺陷信息的线性拟合关系，得到内部缺陷深度d₁、内部缺陷面积s₁、内部缺陷宽度w₁。