【技术实现步骤摘要】
本申请属于复合材料层间断裂裂纹测量，具体涉及一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法及其系统。
技术介绍
1、层间断裂是复合材料结构的主要损伤形式，对复合材料层间i型断裂韧性的测试与表征是推广复合材料在航空、航天、汽车、船舶、风电等领域应用的基础性工作。
2、目前，传统层间i型断裂韧性测试主要由人工完成，存在以下缺陷：
3、1)目视识别裂纹尖端与测量裂纹长度，准确性和可靠性较差；
4、2)试验过程中需多次暂停，手动记录裂纹长度数据，时间成本高；
5、3)试验数量繁多，操作人员劳动强度大，技能培训成本高。
6、鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法及其系统，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
2、本申请的技术方案是：
3、一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，包括：
4、步骤一、实时采集试验件图像，试验件图像中包括刻度线；
5、步骤二、自试验件图像中抓取裂纹未产生区域，得到裂纹未产生区域刻度线的个数num，以及从中取出裂纹尖端可能存在区域的多个小图；
6、步骤三、识别各个小图中裂纹尖端，得到各个小图中裂纹尖端长度所占比例；
7、步骤四、基于裂纹未产生区域刻度线的个数num以及各个小图中裂纹尖端长度所占的比例，实时逻辑计算裂纹长度。
8、可选的，上述的复合材料层间断裂裂
9、可选的，上述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法中，步骤二利用刻度线检测区域粗抓取模块进行，刻度线检测区域粗抓取模块的构建过程为：
10、s21、建立刻度线检测数据集：
11、在复合材料层间i型断裂韧性测试过程中，采用工业相机拍摄多组试验件图像，记录试验件层间断裂的全过程，对试验件图像中的完整刻度线进行标注，获得标注文件，进而通过数据处理脚本生成刻度线检测数据集；
12、s22、采用刻度线检测数据集对yolov7网络进行训练，得到刻度线检测区域粗抓取模块；
13、刻度线检测区域粗抓取模块以试验件图像为输入，输出刻度线检测裂纹未产生区域结果图，以及输出裂纹未产生区域刻度线的个数num、各个检测框的坐标，并取出a小图、b小图、c小图；
14、a小图位于第一检测框到第二检测框之间，宽度为第一检测框到第二检测框的横向距离，高度为第一检测框高度的0.5倍；
15、b小图位于第一检测框和未检测出的左侧刻度线之间，宽度为阈值修正后的第一检测框到第二检测框的横向距离，高度为第一检测框高度的0.5倍；
16、c小图位于第二检测框和第三检测框之间，宽度为第二检测框到第三检测框的横向距离，高度为第二检测框高度的0.5倍。
17、可选的，上述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法中，步骤三利用裂纹尖端细识别模块进行，裂纹尖端细识别模块的构建过程为：
18、s31、对a小图、b小图、c小图中的裂纹尖端进行分割标注，获得标注文件，通过数据处理脚本生成裂纹尖端分割数据集；
19、s32、采用裂纹尖端分割数据集对segnet网络进行训练，得到裂纹尖端细识别模块；
20、裂纹尖端细识别模块以小图为输入，输出对应的裂纹尖端分割结果图，裂纹尖端分割结果图进行横向闭运算操作，以及对裂纹尖端分割结果图中的连通域进行遍历，仅取出最左侧像素点横坐标为0的连通域，并选择其中面积最大的连通域作为裂纹尖端区域，取出裂纹尖端区域的最右侧像素点的横向坐标x，计算小图中裂纹尖端长度所占比例α＝x/w。
21、可选的，上述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法中，步骤四利用多重逻辑测长模块进行，若a小图中裂纹尖端长度所占比例αa为零则计算裂纹的整体长度为(n-2-num+αb)*l，其中，n为试验件上刻度线的总数，l为试验件上相邻刻度线间的间距；
22、若a小图中裂纹尖端长度所占比例αa不为零，当αa＜e时，则计算裂纹的整体长度为(n-1-num+αb)*l，当αa≥e时，则计算裂纹的整体长度为(n-num+αb)*l。
23、e为判断阈值。
24、可选的，上述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法中，判断阈值取0.9。
25、一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量系统，包括试验件图像采集模块、刻度线检测区域粗抓取模块、裂纹尖端细识别模块、多重逻辑测长模块；
26、试验件图像采集模块实时采集试验件图像，试验件图像中包括刻度线；
27、多重逻辑测长模块接收实时采集的试验件图像，调用刻度线检测区域粗抓取模块，得到裂纹未产生区域刻度线的个数num，以及从中取出裂纹尖端可能存在区域的多个小图，包括a小图、b小图、c小图，其中，a小图位于第一检测框到第二检测框之间，宽度为第一检测框到第二检测框的横向距离，高度为第一检测框高度的0.5倍，b小图位于第一检测框和未检测出的左侧刻度线之间，宽度为阈值修正后的第一检测框到第二检测框的横向距离，高度为第一检测框高度的0.5倍，c小图位于第二检测框和第三检测框之间，宽度为第二检测框到第三检测框的横向距离，高度为第二检测框高度的0.5倍；
28、多重逻辑测长模块调用裂纹尖端细识别模块识别a小图中裂纹尖端，得到a小图中裂纹尖端长度所占比例αa；若a小图中裂纹尖端长度所占比例αa为零，则调用裂纹尖端细识别模块识别b小图中裂纹尖端，得到b小图中裂纹尖端长度所占比例αb，计算裂纹的整体长度为(n-2-num+αb)*l，其中，n为试验件上刻度线的总数，l为试验件上相邻刻度线间的间距；
29、若a小图中裂纹尖端长度所占比例αa不为零，且αa＜0.9时，则计算裂纹的整体长度为(n-1-num+αb)*l；若αa≥0.9，则调用裂纹尖端细识别模块识别c小图中裂纹尖端，得到c小图中裂纹尖端长度所占比例αc，计算裂纹的整体长度为(n-num+αb)*l。
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1.一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
7.一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量系统，其特征在于，包括试验件图像采集模块、刻度线检测区域粗抓取模块、裂纹尖端细识别模块、多重逻辑测长模块；
【技术特征摘要】
1.一种复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的复合材料层间断裂裂纹跟踪测量方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，王叶子，吕帅帅，李嘉欣，李梓悦，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：
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