[发明专利]一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法与系统

权利要求书

1.一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：提取零件断口区域图像的中心点，对提取的区域图像进行二值化图像处理，并以区域图像的中心点为原点建立坐标系；

S2：以区域图像的中心点为原点，向各方向放射延伸生成射线，根据生成射线上的像素值得到各方向射线对用的像素脉冲曲线图，计算像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度，通过像素脉冲曲线图中每个脉冲的周边密集度得到周边密集度序列，利用该周边密集度序列获得周边密集度序列的均方差；

根据周边密集度序列的均方差，对各方向射线经过的区域进行判断；该经过的区域为疲劳扩展区或瞬断区或同时经过疲劳扩展区与瞬断区的共同区域；

对经过共同区域射线上的像素点属于疲劳扩展区或瞬断区进行划分，并根据划分的结果确定出各个方向射线上的分界点；

对得到的各个方向射线上的分界点进行拟合，得到贝纹线；

S3：提取经过共同区域的两条边缘射线，找出这两条射线所成夹角的中位线，得到的中位线即为贝纹线的运动轨迹；

将贝纹线沿运动轨迹向疲劳扩展区的方向平行移动，确定出零件断口区域的疲劳源位置。

2.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，所述区域图像进行二值化处理的方法：首先对区域图像区域进行锐化增强，然后对锐化增强后的图像进行二值化处理。

3.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，获取脉冲曲线的周边密集度序列的方法如下：

提取像素脉冲曲线图中各方向射线上的矩形脉冲曲线中波形的起点和终点的横坐标，计算每个脉冲与相邻两脉冲的密集度，得到每个脉冲的周边密集度，计算公式如下：

式中：表示脉冲的周边密集度；为脉冲的波形宽度；为该波形与左侧相邻波形终点的像素距离；为该波形与右侧相邻波形起点的像素距离；

根据计算得到的该脉冲曲线上的所有脉冲的周边密集度，并将每个脉冲的周边密集度按照脉冲曲线上的脉冲序列进行组合，得到该脉冲曲线的周边密集序列。

4.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，对所述各方向射线经过的区域类型划分的步骤如下：

计算脉冲曲线的周边密集序列的均方差值，公式如下：

式中：为周边密集度序列的均方差，为周边密集度序列中的数据，表示周边密集度序列中数据的位置，为周边密集度序列中数据的平均数，为脉冲曲线与轴的交点个数；

设定脉冲曲线的周边密集序列的均方差阈值，并根据设定的阈值对零件断口区域的区域类型进行划分：

式中：表示区域标志，表示各个方向射线与坐标系横轴所成夹角的度数；

表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过瞬断区的情况，表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过疲劳扩展区的情况，表示该方向上中心点向各个方向所作射线经过共同区域的情况。

5.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，确定各方向射线上分界点的方法：

提取该方向射线上所有的像素点的周边密集度，分别与周边密集度序列的平均值对比，确定像素点所属区域类型；

对该方向射线上的所有像素点进行标记，对属于疲劳扩展区的像素点标记为，属于瞬断区的像素点标记为；

对比该方向上所有的像素点相邻两侧像素点的标记值，当像素点两侧的像素点标记值不同时，则该像素点为该方向上的分界点。

6.根据权利要求1所述一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测方法，其特征在于，确定疲劳源的位置的方法：

将贝纹线沿两条边缘射线所成夹角的中位线形成的运动轨迹向疲劳扩展区的方向水平移动，移动至贝纹线与区域图像只有一个像素点相交时，该像素点即为疲劳源位置。

7.一种基于贝纹线的金属断裂疲劳源检测系统，其特征在于，包括以下模块：图像处理模块、贝纹线拟合模块与疲劳源确定模块；

图像采集模块，所述图像采集模块用于采集零件断裂的RGB图像信息，提取零件断口区域；

图像处理模块，所述图像处理模块用于对断口区域图像进行锐化增强处理与二值化处理，为疲劳源位置的确定提供图像细节信息；

贝纹线拟合模块，所述贝纹线拟合模块用于从细节信息中确定瞬断区与疲劳扩展区的区域分界点；

疲劳源确定模块，用于根据拟合出来的贝纹线以及区域类型确定疲劳源的最终位置。