航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统及方法。系统包括：支撑龙门架组件固定设置于气浮底座的上侧，围合形成矩形结构；运动导轨固接于龙门架组件的内侧；待测航天器复合材料结构产品设置于气浮底座的上侧的矩形结构的中央位置，带组件设置于支撑龙门架组件之间，带动待测航天器复合材料结构运动；成像组件、加热组件和激光组件设置于气浮底座上与支撑龙门架组件相接的位置；加热组件在检测时进行升温加载；成像组件采集获取待测航天器复合材料结构产品胶接的红外热像图；电控上位机以调用预训练模型对红外热像图进行处理，得到缺陷位置，激光组件标记航天器复合材料结构的缺陷位置。本发明专利技术可以提高检测效率。测效率。测效率。

【技术实现步骤摘要】
航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及航天
，特别是一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统及方法。

技术介绍

[0002]在航天器复合材料结构产品制作、加工、使用过程中，受工艺、材料特性和服役条件等因素影响，容易产生分层、气孔等多种脱粘类型的胶接缺陷，从而影响其使用性能，因此对航天器复合材料结构胶接质量无损检测可靠性评价尤为重要。不同于传统的缺陷检测方法，基于红外热像特征的缺陷检测具有非接触式、无附加污染物引入、检测效果直观的优势，红外热像特征技术更适用于航天器复合材料结构产品研制过程中进行胶接缺陷检测与评价。
[0003]复合材料为多层复合结构，具有界面热传导过程复杂，表面热分布噪声大等特点，获取得到的原始红外热像图具有对比度低、缺乏层次感使得缺陷特征数据与热噪声信息之间具有交叉难辨的问题。在此基础上，现有基于红外热像缺陷检测方法与系统通过人工判别的方式拾取检测区域，在保障充分检测识别存在的缺陷时，难以兼顾检测的时效性与高效性，尤其是难以满足批量化的检测任务；上述不足，在一定程度上制约了基于红外热像特征技术应用于航天器复合材料结构产品的胶接缺陷检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统及方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统，所述系统包括：气浮底座、支撑龙门架组件、运动导轨、传送带组件、加热组件、成像组件、激光组件、电控上位机和待测航天器复合材料结构，其中，
[0007]所述支撑龙门架组件固定设置于所述气浮底座的上侧，围合形成矩形结构；
[0008]所述运动导轨固接于所述龙门架组件的内侧，以使所述待测航天器复合材料结构在所述运动导轨内运动；
[0009]所述待测航天器复合材料结构产品设置于所述气浮底座的上侧的所述矩形结构的中央位置，所述传送带组件设置于所述支撑龙门架组件之间，以带动所述待测航天器复合材料结构运动；
[0010]所述成像组件、所述加热组件和所述激光组件设置于所述气浮底座上与所述支撑龙门架组件相接的位置；
[0011]所述加热组件，以在检测时对待测航天器复合材料结构产品胶接表面进行升温加载；
[0012]所述成像组件，以在待测航天器复合材料结构产品胶接表面温度变化的基础上采
集获取待测航天器复合材料结构产品胶接的红外热像图；
[0013]所述电控上位机，以调用预训练模型对所述红外热像图进行处理，以检测得到所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷位置；
[0014]所述激光组件，以标记所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷位置。
[0015]可选地，所述运动导轨包括：第一运动导轨、第二运动导轨和第三运动导轨，所述第一运动导轨、所述第二运动导轨和所述第三运动导轨的导轨方向相互垂直。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供了一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测方法，应用于上述任一项所述的检测系统，所述方法包括：
[0017]在进入工作状态之后，对系统各组件进行预热处理；
[0018]对待测航天器复合材料结构产品进行全景扫描，以采集所述待测航天器复合材料结构产品的红外热像图像，并对所述红外热像图像进行拟合重建；
[0019]对拟合重建后的红外热像图像中的图像信息进行最优融合权重处理与重建，并获取相应的二值图像；
[0020]对所述二值图像进行边缘检测，以确定所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷特征数据；
[0021]将所述缺陷特征数据输入至卷积神经网络中进行检测，得到所述待测航天器复合材料结构产品的胶接缺陷。
[0022]可选地，所述对所述二值图像进行边缘检测，以确定所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷特征数据，包括：
[0023]基于Canny检测算法对重构后的二值图像进行边缘检测，以得到边缘轮廓作为不同缺陷分布区域的分界线；
[0024]根据不同缺陷在红外热像图像中呈现圆或椭圆的形式，对分界线所围区域进行范围标定；
[0025]对边界线区域所围像素点进行统计，得到所述待测航天器复合材料结构产品的初始缺陷定位区域；
[0026]根据所述初始缺陷定位区域，确定所述缺陷特征数据。
[0027]可选地，所述将所述缺陷特征数据输入至卷积神经网络中进行检测，得到所述待测航天器复合材料结构产品的胶接缺陷，包括：
[0028]对所述缺陷特征数据进行定量计算，得到所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷边缘区域；
[0029]调用预训练模型对所述缺陷边缘区域进行处理，得到所述待测航天器复合材料结构产品的胶接缺陷。
[0030]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术实施例以增强缺陷特征数据结合卷积神经网络模型的方法，提高了缺陷的可检测性，并实现了缺陷的自动化定位判别，降低人为评判存在误检漏检风险，提高产品质量一致性保证能力和检测效率。在进行图像增强时，采用了最优化阈值分割后的有效融合，通过像素极值分布对缺陷位置与区域的精确定性计算，实现了缺陷特征数据的高精度提取，结合检测系统中的激光组件可以实现高精度的缺陷位置标示。同时，本专利技术设计了高精度高可靠性的多角度支撑龙门式缺陷检测系统，能够在高稳定、多自由度调节红外热像采集设备，结合传送组件设计，能够满足不同尺寸航天器
复合材料结构产品进行组批流水线式的缺陷检测的需求。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0033]实施例一
[0034]参照图1，示出了本专利技术实施例提供的一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统的结构示意图，如图1所示，该系统可以包括：气浮底座1、支撑龙门架组件、运动导轨(3、4和5)、传送带组件6、加热组件7、成像组件8、激光组件9、电控上位机10和待测航天器复合材料结构11。
[0035]其中，所述支撑龙门架组件固定设置于所述气浮底座的上侧，围合形成矩形结构；
[0036]所述运动导轨固接于所述龙门架组件的内侧，以使所述待测航天器复合材料结构在所述运动导轨内运动；
[0037]所述待测航天器复合材料结构产品设置于所述气浮底座的上侧的所述矩形结构的中央位置，所述传送带组件设置于所述支撑龙门架组件之间，以带动所述待测航天器复合材料结构运动；
[0038]所述成像组件、所述加热组件和所述激光组件设置于所述气浮底座上与所述支撑龙门架组件相接的位置；
[0039]所述加热组件，以在检测时对待测航天器复合材料结构产品胶接表面进行升温加载；
[0040]所述成像组件，以在待测航本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测系统，其特征在于，所述系统包括：气浮底座、支撑龙门架组件、运动导轨、传送带组件、加热组件、成像组件、激光组件、电控上位机和待测航天器复合材料结构，其中，所述支撑龙门架组件固定设置于所述气浮底座的上侧，围合形成矩形结构；所述运动导轨固接于所述龙门架组件的内侧，以使所述待测航天器复合材料结构在所述运动导轨内运动；所述待测航天器复合材料结构产品设置于所述气浮底座的上侧的所述矩形结构的中央位置，所述传送带组件设置于所述支撑龙门架组件之间，以带动所述待测航天器复合材料结构运动；所述成像组件、所述加热组件和所述激光组件设置于所述气浮底座上与所述支撑龙门架组件相接的位置；所述加热组件，以在检测时对待测航天器复合材料结构产品胶接表面进行升温加载；所述成像组件，以在待测航天器复合材料结构产品胶接表面温度变化的基础上采集获取待测航天器复合材料结构产品胶接的红外热像图；所述电控上位机，以调用预训练模型对所述红外热像图进行处理，以检测得到所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷位置；所述激光组件，以标记所述待测航天器复合材料结构产品的缺陷位置。2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述运动导轨包括：第一运动导轨、第二运动导轨和第三运动导轨，所述第一运动导轨、所述第二运动导轨和所述第三运动导轨的导轨方向相互垂直。3.一种航天器复合材料结构产品的红外热像检测方法，应用于权利要求1至2中任一项所述的检测系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽霞，赵志一，唐小军，孙书，荣健，刘丽霞，朱小溪，万蕾，李秀杰，高超，吕海青，赵川，高小松，马宁，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：