【技术实现步骤摘要】
本申请属于缺陷检测，更具体地说，是涉及一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法及装置。
技术介绍
1、钛合金增材制造技术，又称钛合金3d打印，具有复杂构件快速净成形、材料利用率高等优点，是制造业最具代表性和最受关注的颠覆性技术之一，在航空航天，医疗卫生，设备仪器等领域具有重要作用。
2、钛合金增材制造技术制造的钛合金产品在生产和服役的过程中会受到高温高压、高负荷、强电磁等外部环境的影响，容易在钛合金产品的表面或内部产生缺陷。如果不能及时的识别损伤并采取有效的措施，恶劣的条件将使得钛合金产品在应用时出现故障，容易引发重大的安全事故，造成不可挽回的经济损失，甚至可能危及人类的生命安全。
3、现在的钛合金产品缺陷检测方法只能单独识别表面的缺陷或者次表面的缺陷，无法得到一个即全面又准确的缺陷检测结果，使得钛合金产品的质量没有保证，导致使用钛合金产品的产品存在很大的安全问题，从而引发重大的安全事故。所以亟需提供一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法及装置来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法及装置，以解决现有无法精确识别钛合金产品内部和表面缺陷的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，包括以下步骤：
3、将钛合金产品的表面缺陷检测光学图像和钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息进行坐标映射，得到光声检测
4、坐标映射的推理公式为：
5、；
6、；
7、；
8、；
9、式中，和分别为平面直角坐标系a内钛合金产品的表面缺陷检测光学图像中心点的横、纵坐标，和分别为平面直角坐标系a中反映的钛合金产品整体长度、宽度，和分别为平面直角坐标系b内钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息中心点的横、纵坐标，和分别为平面直角坐标系b中反映的钛合金产品整体长度、宽度情况，和分别为钛合金产品真实长度和宽度，和分别为光声检测信息融合背景场平面直角坐标系c中钛合金产品的表面缺陷检测光学图像中心点的横、纵坐标，和分别为光声检测信息融合背景场平面直角坐标系c中钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息中心点的横、纵坐标。
10、优选地，获取钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息的具体步骤为：获取钛合金产品的原始声信号并进行预处理得到处理后声信号，运行成像算法得到内部缺陷检测超声成像，然后进行后处理，得到钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息；
11、内部缺陷检测超声成像为缺陷位置埋藏深度图，无缺陷位置埋藏深度为0，存在缺陷位置埋藏深度的公式为：
12、；
13、式中，为超声波在钛合金产品中的传播速度，为钛合金产品上表面回波的波峰所处时刻，为钛合金产品内部缺陷回波的波峰所处时刻，为内部缺陷的埋藏深度。
14、优选地，获取钛合金产品的表面缺陷检测光学图像的具体步骤为：获取钛合金产品的原始光学图像，进行预处理得到高质量待检测图像，然后输入改进的yolov10n检测模型中，得到钛合金产品的表面缺陷检测光学图像；
15、钛合金产品的原始光学图像的预处理包括图像直方图均衡化、图像中值滤波和图像锐化；
16、图像直方图均衡化中映射函数计算公式为：
17、；
18、；
19、式中，表示灰度值为的像素在钛合金产品的原始光学图像中出现的概率，表示灰度值不超过的像素的累计概率，表示映射后的灰度值，表示灰度值的范围。
20、优选地，改进的yolov10n检测模型包括轻量化c2f_dual模块；
21、轻量化c2f_dual模块包括和的卷积核、利用组卷积技术的卷积滤波器。
22、优选地，钛合金产品的原始声信号的预处理包括信号包络提取和信号平滑滤波；
23、信号平滑滤波的公式为：
24、；
25、式中，为钛合金产品的原始声信号，为平滑滤波窗口大小，为奇数，为平滑滤波后的声信号，j和i均为信号序列的标号。
26、优选地，信号包络提取构建的解析信号公式为：
27、；
28、式中，为钛合金产品的原始声信号，为经过希尔伯特变换后得到的声信号，为虚数单位。
29、优选地，获取钛合金产品的原始光学图像的具体公式为：
30、；
31、；
32、；
33、式中，为水平视场角，为传感器宽度，为相机的焦距，为实际视场宽度，为物距，为图像宽度，为获取钛合金产品的原始光学图像实际的像素尺寸。
34、优选地，图像中值滤波的计算公式为：
35、；
36、式中，为图像中值滤波后原始光学图像在位置的灰度值，为原始光学图像在位置的灰度值，为二维模板。
37、优选地，图像锐化的公式为：
38、；
39、式中，为锐化后钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值，为钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值，为钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值,为钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值，为钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值，为钛合金产品的原始光学图像在位置的灰度值。
40、本申请实施例的第二方面提供了一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测装置，包括：相机、支架、置物台、超声板卡、单晶直探头、龙门架构、可编程运动控制器、电机、编码器、上位机和水箱；支架顶部设置相机，支架底部设置置物台；相机、超声板卡分别与上位机相连，超声板卡、水箱、编码器、可编程运动控制器和电机分别与龙门架构相连，超声板卡与单晶直探头相连，电机与编码器通过龙门架构相对连接；
41、相机，用于获取钛合金产品的原始光学图像；
42、可编程运动控制器，用于通过电机控制编码器和单晶直探头在龙门架构上做扫查运动；
43、超声板卡，用于发送激励脉冲和存储钛合金产品的原始声信号；
44、单晶直探头，用于将激励脉冲转换为超声波；接收穿越水箱中的水和水箱中放置的钛合金产品界面的超声波，即钛合金产品的原始声信号；
45、上位机，用于利用钛合金产品的原始光学图像与钛合金产品的原始声信号进行钛合金产品光声图像融合缺陷检测。
46、本专利技术提供的基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法及装置，具有以下有益效果：
47、本专利技术使用了光声结合的模态信号来进行钛合金产品内部缺陷和表面缺陷的检测，运用坐标映射的方法并做出具体的示意图来标注缺陷内部和表面的缺陷位置，这样的检测方式能够同时检测到存在内部和表面缺陷的高危险区域，检测的范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于，包括：将钛合金产品的表面缺陷检测光学图像和钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息进行坐标映射，得到光声检测信息融合背景场平面直角坐标系C中钛合金产品的表面缺陷检测光学图像及钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息的正确落位，随后做出缺陷示意图，得到钛合金产品光声图像融合缺陷检测结果；
2.如权利要求1所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：获取所述钛合金产品的表面缺陷检测光学图像的具体步骤为：获取钛合金产品的原始光学图像，进行预处理得到高质量待检测图像，然后输入改进的YOLOv10n检测模型中，得到钛合金产品的表面缺陷检测光学图像；
4.如权利要求3所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：
5.如权利要求2所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：所述钛合金产品的原始声信号的预处理包括信号包络提取和信号平滑滤波；
6.如
7.如权利要求3所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：所述获取钛合金产品的原始光学图像的具体公式为：
8.如权利要求3所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：所述图像中值滤波的计算公式为：
9.如权利要求3所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：所述图像锐化的公式为：
10.一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于，包括：将钛合金产品的表面缺陷检测光学图像和钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息进行坐标映射，得到光声检测信息融合背景场平面直角坐标系c中钛合金产品的表面缺陷检测光学图像及钛合金产品的内部缺陷检测声信号信息的正确落位，随后做出缺陷示意图，得到钛合金产品光声图像融合缺陷检测结果；
2.如权利要求1所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的一种基于光声图像融合的钛合金产品缺陷检测方法，其特征在于：获取所述钛合金产品的表面缺陷检测光学图像的具体步骤为：获取钛合金产品的原始光学图像，进行预处理得到高质量待检测图像，然后输入改进的yolov10n检测模型中，得到钛合金产品的表面缺陷检测光学图像；
4.如权利要求3所述的一种基于光...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵扬，王铭振，周志权，王晨旭，王新胜，张延超，杨平华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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