[发明专利]一种针对大尺寸曲面试件的红外热成像拼接检测方法

说明书

本发明公开了一种针对大尺寸曲面试件的红外热成像拼接检测方法，采用抗旋转缩放匹配算法在基于欧式距离的粗匹配结果上计算粗匹配点对之间的旋转因子和缩放因子，建立三角形相似性假设剔除误匹配点对；通过优化RANSAC算法提取损伤温度重构图像的匹配点对，精确估计出仿射变换模型参数HT，实现图像拼接。本发明考虑了大尺寸曲面试件获取红外视频流时，曲面热像仪的拍摄位置的移动和角度变化会带来其红外重构图像的几何变换如旋转、缩放，进而构建了抗旋转缩放匹配算法用于剔除误匹配点对，同时，构建优化RANSAC(随机抽样一致)算法提取匹配点对，获取最终的仿射变换模型参数HT，这样，获得了正确匹配缺陷特征点，避免拼接图像出现畸变。

技术领域

本发明属于损伤检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种针对大尺寸曲面试件的红外热成像拼接检测方法。

背景技术

近年来，红外热成像检测技术得到飞速发展。其不损伤本体、快速高效等特性，能有效地解决传统无损检测方法存在劳动强度大、周期长、效率低、安全性差等问题，实现大面积快速检测、节省大量人力物力。如果被检测试件表面存在损伤，则会影响其热量分布。对被检测试件加热，从而产生高温区和低温区，由于温度的差异性，高温区热量通过热传导向低温区传递，导致被检测试件不同区域温度发生变化，通过红外热像仪采集待检测试件温度的变化过程，然后将采集的热图像视频交给计算机进行分析处理，来获取被检测试件相关信息，实现损伤的定性与定量检测。

针对大尺寸曲面试件，由于曲面试件的非平面结构限制以及红外热像仪的拍摄画幅有限，无法一次完成对整个曲面试件的精确测量，因而需要从多个视角采集曲面试件的红外热视频流。但热像仪的拍摄位置的移动和角度变化可能会带来其红外重构图像的几何变换如旋转、缩放等，从而导致红外重构图像在拼接过程中提取的缺陷特征点发生几何位置变换。这样，采用传统基于欧式距离的匹配法时，直接计算曲面试件高维缺陷特征向量之间的欧式距离而未考虑缺陷特征点之间几何关系的变化情况，不能正确匹配存在尺度变化以及旋转关系的重构图像间的缺陷特征点。且曲率过大时相邻局部区域重构图像之间的重叠区域温度场的温度值和梯度等特征存在较大差异，缺陷特征点不匹配，拼接后的红外重构图像由于这种温度场缺陷特征差异的存在,会存在明显的拼接图像畸变问题导致曲面试件中的缺陷无法实现准确的检测评估。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对大尺寸曲面试件的红外热成像拼接检测方法，以获得正确匹配缺陷特征点，避免拼接图像出现畸变。

为实现上述发明目的，本发明针对大尺寸曲面试件的红外热成像拼接检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取子区域损伤温度重构图像

对于大尺寸曲面试件，由红外热像仪拍摄多个含重叠区域的红外视频流；

对每个获得的视频流进行采样得到一个红外图像序列，并将其视为输入的盲源信号，利用独立成分分析法(ICA算法)进行信号分离，获得突出各个缺陷信息的损伤温度重构图像；

这样得到该大尺寸曲面试件的各个子区域的损伤温度重构图像；

(2)、特征点检测、描述以及降维

对包括重叠区域的子区域的损伤温度特征重构图像I₁、I₂，采用SIFT特征点检测算法进行特征点检测，得到特征点，其中，损伤温度特征重构图像I₁的特征点坐标位置集合表示为M为损伤温度特征重构图像I₁检测到的特征点数量，j_m、k_m分别表示损伤温度特征重构图像I₁第m个特征点的横坐标和纵坐标，损伤温度特征重构图像I₂的特征点坐标位置集合表示为N为损伤温度特征重构图像I₂检测到的特征点数量，q_n、w_n分别表示损伤温度特征重构图像I₂第n个特征点的横坐标和纵坐标；