[发明专利]涡轮发动机叶片缺陷自动检测系统的训练方法

说明书

一种用于训练用于自动检测涡轮发动机叶片(2)缺陷的系统(1)的方法，所述系统包括用于接收叶片的平台(3)、至少一个图像采集装置(4)、发光强度可以变化的至少一个光源(5)、至少一个移动装置(6)，所述移动装置被配置为相对于所述至少一个图像采集装置(4)移动所述平台(3)或相对于所述平台(3)移动所述至少一个图像采集装置(4)，以及处理单元(7)，所述处理单元被配置为接收所采集的图像，并将其与以下信息项相关联，所述信息项与所述至少一个光源(5)的发光强度和在图像采集期间所述平台(3)相对于所述至少一个图像采集装置(4)的相对位置有关。

技术领域

本发明涉及航空航天部件(例如涡轮机叶片)的无损检测。

背景技术

涡轮发动机叶片的检查，以检测表面缺陷，如小凹痕、粗糙度、多余材料或某些地方缺少材料，通常由运营客户完成。

进行这种检查的一个可能的方法是把要检查的叶片放在支架上，对其进行照明并以良好的分辨率进行拍照。基于这些照片，然后有必要确定叶片表面是否存在缺陷。灰度照片足以检测前面提到的缺陷类型。

然而，在拍摄可用于获得灰度照片的照片方面出现了若干问题，灰度照片可以用来比较和检测叶片表面的任何缺陷。

首先，被检查的叶片通常具有镜面和纹理涂层。因此，如果以足够的强度照射叶片以使某些涂层细节在叶片的一部分上可见，则叶片的其他部分有曝光过度的风险，并且所获得的图像上的相应部分将无法使用。此外，由涂层纹理形成的浮雕使得确定最佳照明变得困难甚至不可能(图像中的附近像素将具有不同的行为)。

其次，某些叶片(例如涡轮机叶片)具有复杂曲率。因此，如果涡轮机叶片被照亮，叶片的某些部分将处于阴影中，这将导致所获得图像上的相应部分变得不可用。此外，考虑到叶片的曲率存在于叶片的所有部分，不可能使用掠光技术。

第三，叶片的涂层可能略有不同。这意味着在相同的照明和面向图像采集装置的相同位置的情况下，叶片将以不同的方式出现在图像上，可能在图像上的同一个地方被照得太亮，也可能被照得不够。

第四，即使有精确的定位系统，精度也永远无法达到总精度。这导致在面向图像采集装置的理论上相同的位置处采集的不同叶片的图像不会严格相同，从而导致定位中的噪声。这种偏移放大了前面提到的问题。

此外，以足够分辨率拍摄以查看缺陷的叶片图像通常是灰度图像，即像素取0到255之间的整数值，并且具有相当混乱的叶片纹理，表面外观不均匀，这意味着可用区域包含许多不同的像素值，其范围从0到255。术语“可用区域”是指未被模糊的区域，该区域被照亮的方式使缺陷可见。

在每个采集的图像上划定可用区域是相当容易的，每个采集的图像对应于叶片面对图像采集装置的给定姿势，并且可用区域是未被模糊的区域，并且可以以正确的方式调整照明，即不会过度曝光，也不会太暗。但是，对于给定的照片，由于叶片的几何结构和镜面反射，所有可用区域的最佳照明将不尽相同。此外，如上所述，给定区域和给定姿势的最佳照明从一个叶片到另一个叶片不一定相同。因此，可用区域的照明不是可以手动设置的参数。

已知一种检查物体表面缺陷的方法，其中在一种或不同照明下拍摄物体的照片，然后选择可能有缺陷的一个或多个图像。对图像进行整体检查，以确定其是否具有非常明亮的区域或处于阴影中(这些区域随后是缺陷的特征)，并以这样的方式看到预定义的缺陷特征。图像可以与参考图像进行比较。在该方法中，无论其照明条件如何，所有图像都要经过第一处理步骤，并使用第一过滤器来消除不包含任何缺陷的图像。接下来的其他步骤是迭代地消除越来越多的图像。

然而，在对缺陷进行任何过滤之前，连续处理图像以仅保留具有用于缺陷检测任务的最佳照明的图像，这在缺陷检测的总处理中代表了相当大的时间成本。具体来说，结果是缺陷检测任务的计算时间更长。

此外，每次已知方法都完整地处理图像。