CN113959389B - 涂层检测方法、装置及自动化检测*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及汽车质量检测的领域,尤其是涉及一种涂层检测方法、装置及自动化检测***,其包括加热组件对待测物进行加热;加热组件停止加热,并在温变时间内执行图像获取步骤;图像获取,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;位置确定,确定检测集合;信息提取,基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;结果分析,基于温变信息,确定检测结果。通过记录涂层的动态温度变化来分析涂层厚度,一方面可以减少检测装置与待测物之间的物理接触,减少对待测物造成的磕碰损伤,另一方面可以同时对多个检测点进行涂层厚度检测,一次检测能够得到多组分析数据,检测效率更高。
Description
技术领域
本申请涉及汽车质量检测的领域,尤其是涉及一种涂层检测方法、装置及自动化检测***。
背景技术
目前,为了对汽车的车身进行美化和保护,汽车的表面通常都会喷涂有车漆。对新车进行涂层厚度检测,可以检测分析汽车是否车漆喷涂不均匀、车漆粗糙、车身有缺陷等问题。对二手车进行涂层厚度检测,可以检测汽车是否有刮蹭划痕的修补,并推断汽车是否发生过交通事故,因此,汽车表面车漆的涂层厚度检测是汽车质量检测的重要环节之一。
相关技术中,如授权公告号为CN206269783U的中国实用新型专利公开了的一种用于汽车漆涂层的涂层测厚仪,其包括有主体,主体正面设置有显示屏和主操作面板,主体背面设置有线圈盘,线圈盘内缠绕有多圈电路线,电路线一端与主体内部连接,另一端连接有操作筒,操作筒可拆卸的连接有锥形延长管组件,锥形延长管组件的端部扣接有探头,探头设置有插头;操作筒内部设置有转动线盘,电路线穿过操作筒后缠绕在转动线盘上,电路线缠绕后端部设置与插头连接的插座。
针对上述相关技术,本发明人认为,检测人员在进行涂层检测时,需要使用探头对准汽车的待测位置,在单次检测操作中,只能获得单个位置的检测数据,检测效率较低。
发明内容
本申请目的一是提供一种涂层检测方法,具有提高检测效率的特点。
本申请的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的:
涂层检测方法,包括:
加热组件对待测物进行加热;
加热组件停止加热,并在温变时间内执行图像获取步骤;
图像获取,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
位置确定,确定检测集合;其中,所述检测集合中包含多个检测点,各个所述检测点间隔分布于所述待测物;
信息提取,基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;其中,所述温变信息用于反映所述检测点在所述温变时间内的温度变化;
结果分析,基于温变信息,确定检测结果。
通过采用上述技术方案,加热组件对待测物进行加热时,待测物的涂层的表面吸收热量而温度上升,并且热量向涂层的内部传导;当加热组件停止加热后,涂层的热量继续传导,并同时向空气通过流和辐射散热,导致涂层表面降温。在相同的材料体系里,不同的涂层厚度,涂层的热传导速度和涂层所储存的热量都显著不同,从而影响涂层表面的升温和降温过程,因此涂层表面温度的变化关联于涂层的厚度。在加热组件停止加热的温变时间内,通过连续进行热成像,可以获取检测图像序列,由于在温变时间内,涂层处于非热平衡的状态而迅速进行降温,因此检测图像序列可以记录涂层表面各个检测点的动态温度变化,确定温变信息,通过温变分析出各个检测点的位置的涂层厚度,进而分析出涂层的均匀性,指出涂层的缺陷、刮蹭、厚度不均的区域。通过记录涂层的动态温度变化来分析涂层厚度,一方面可以减少检测装置与待测物之间的物理接触,减少对待测物造成的磕碰损伤,另一方面可以同时对多个检测点进行涂层厚度检测,一次检测能够得到多组分析数据,检测效率更高。
可选的,在图像获取步骤的具体方法中,还包括:
光学成像,基于待测物进行光学成像,获取辅助图像;
在位置确定步骤的具体方法中,包括:
基于辅助图像,确定涂层区域;其中,所述涂层区域用于反映所述待测物具有涂层的区域;
基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
通过采用上述技术方案,在可见光情况下对待测物进行拍摄得到辅助图像,辅助图像可以区分出待测物中不具有涂层的位置如玻璃所在的区域,从而在红外图像中确定检测区域。利用辅助图像对图像进行区域分块处理,可有效减少检测点落在非涂层区域的可能性,提高数据有效性和检测准确性。
可选的,在结果分析步骤的具体方法中,包括:
基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线;其中,所述温变曲线用于反映所述检测点的温度值在所述温变时间内的变化;
基于温变曲线进行积分计算,确定对应于检测点的累计热量信息;
基于各个检测点对应的累计热量信息,确定检测结果。
通过采用上述技术方案,对温变曲线进行积分处理,可以在温变时间内累计检测点的位置所辐射的热量,在涂层较薄的情况下,累计热量信息所对应的热量交少,在涂层较厚的情况下,累计热量信息所对应的热量较多,通过热量比较,可以分析出各个检测点的厚度是否均匀。同时,累计辐射热量的方式能够反映的细节更丰富,适用于各个检测点的涂层厚度差异较小的检测场景中。
可选的,在结果分析步骤的具体方法中,包括:
基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线;其中,所述温变曲线用于反映所述检测点的温度值在所述温变时间内的变化;
基于温变曲线进行微分计算,确定对应于检测点的极限降温信息;其中,所述极限降温信息用于反映所述检测点温度变化最快的时间点;
基于各个检测点对应的极限降温信息,确定检测结果。
通过采用上述技术方案,对温变曲线进行微分处理,计算温变曲线的各个点的斜率,从而分析出检测点的降温速率的分布。在涂层较薄的情况下,涂层以进入最快降温速率的时间更短,在涂层较薄的情况下,涂层以进入最快降温速率的时间更长,通过比较检测点最快降温速率所对应的时间点,可以分析出各个检测点的厚度是否均匀,并且适用于各个检测点的涂层厚度差异较大的检测场景中。
本申请目的二是提供一种涂层检测装置,具有提高检测效率的特点。
本申请的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的:
涂层检测装置,包括:
加热组件,用于对待测物进行加热;
图像获取模块,用于在加热组件停止加热后且在温变时间内,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
位置确定模块,用于确定检测集合;其中,所述检测集合中包含多个检测点,各个所述检测点间隔分布于所述待测物;
信息提取模块,用于基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;其中,所述温变信息用于反映所述检测点在所述温变时间内的温度变化;
结果分析模块,用于基于温变信息,确定检测结果;
其中,所述图像获取模块包括:
红外成像子模块,用于基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
光学成像子模块,用于基于待测物进行光学成像,获取辅助图像;
其中,位置确定模块包括:
涂层区分子模块,用于基于辅助图像,确定涂层区域;其中,所述涂层区域用于反映所述待测物具有涂层的区域;
图像分块子模块,用于基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
通过采用上述技术方案,加热组件对待测物进行加热时,待测物的涂层的表面吸收热量而温度上升,并且热量向涂层的内部传导;当加热组件停止加热后,涂层的热量继续传导,并同时向空气通过流和辐射散热,导致涂层表面降温。在相同的材料体系里,不同的涂层厚度,涂层的热传导速度和涂层所储存的热量都显著不同,从而影响涂层表面的升温和降温过程,因此涂层表面温度的变化关联于涂层的厚度。在加热组件停止加热的温变时间内,通过连续进行热成像,可以获取检测图像序列,由于在温变时间内,涂层处于非热平衡的状态而迅速进行降温,因此检测图像序列可以记录涂层表面各个检测点的动态温度变化,确定温变信息,通过温变分析出各个检测点的位置的涂层厚度,进而分析出涂层的均匀性,指出涂层的缺陷、刮蹭、厚度不均的区域。通过记录涂层的动态温度变化来分析涂层厚度,一方面可以减少检测装置与待测物之间的物理接触,减少对待测物造成的磕碰损伤,另一方面可以同时对多个检测点进行涂层厚度检测,一次检测能够得到多组分析数据,检测效率更高。
在可见光情况下对待测物进行拍摄得到辅助图像,辅助图像可以区分出待测物中不具有涂层的位置如玻璃所在的区域,从而在红外图像中确定检测区域。利用辅助图像对图像进行区域分块处理,可有效减少检测点落在非涂层区域的可能性,提高数据有效性和检测准确性。
可选的,所述红外成像子模块包括红外热成像仪,所述加热组件包括至少两组热源,各个所述热源对称设置于所述红外热成像仪的两侧,所述红外热成像仪的位置对应于所述热源的中部。
通过采用上述技术方案,多个热源对红外热成像仪的热成像区域内的加热更加均匀,使各个检测点所吸收的热量趋于一致,提高检测准确性。
可选的,所述热源包括弱热部和设置于所述弱热部两端的强热部,所述强热部的加热效率大于所述弱热部的加热效率。
通过采用上述技术方案,位于中部的弱热部可以为位于其两端的强热部进行热量补充,使热源对涂层的加热整体上更加均匀,使提供给各个检测点的热量趋于相同。
可选的,所述热源包括相互平行且间隔设置的第一热源和第二热源,所述第二热源位于所述第一热源远离所述红外热成像仪的一侧,所述第一热源和所述红外热成像仪之间的最小距离大于所述第一热源和所述第二热源之间的最小距离。
通过采用上述技术方案,使位于红外热成像仪两侧的各个热源相隔较远,以使各个热源对热成像区域的中部位置的过度集中,提高热量分布的均匀性。
可选的,所述红外热成像仪到所述待测物之间的最小距离大于所述热源到所述待测物之间的最大距离;所述热源与所述红外热成像仪之间具有倾角,以使所述热源到所述待测物之间的最小距离朝远离所述红外热成像仪的方向逐渐变小。
通过采用上述技术方案,减少热源自身热量对红外热成像仪的干扰,并且提高热源的加热均匀性。
本申请目的三是提供一种自动化检测***,具有提高检测效率的特点。
本申请的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的:
自动化检测***,包括上述任一项的涂层检测装置,还包括:
检测轨道,围绕所述待测物分布;
移动机构,能够沿所述检测轨道移动,所述涂层检测装置设置于所述移动机构上。
通过采用上述技术方案,移动机构带动涂层检测装置沿着检测轨道移动,以使涂层检测装置能够在多个方向依次对待测物进行涂层检测,提高检测效率。
附图说明
图1是本申请实施例一中的涂层检测方法的流程示意图。
图2是加热组件对汽车的涂层进行加热的状态示意图。
图3是汽车的涂层的层结构示意图。
图4是涂层检测方法中确定累计热量信息的子流程示意图。
图5是图4的涂层检测方法中温变曲线的示意图。
图6是涂层检测方法中确定极限降温信息的子流程示意图。
图7是图6的涂层检测方法中温变曲线的示意图。
图8是涂层检测方法中确定点温度信息的子流程示意图。
图9是图8的涂层检测方法中温变曲线的示意图。
图10是本申请实施例二中的涂层检测装置的模块示意图。
图11是涂层检测装置的结构示意图。
图12是涂层检测装置对汽车涂层进行加热时的状态示意图。
图13是弱热部和强热部的工作状态示意图。
图14是弱热部和强热部工作时的照度光栅图。
图15是对应于图14中照度光栅图的热源辐照度图。
图16是本申请实施例三中的自动化检测***的结构示意图。
图17是本申请实施例三另一实施方式中的自动化检测***的结构示意图。
图中,1、加热组件;101、弱热部;102、强热部;11、第一热源;12、第二热源;2、图像获取模块;21、红外热成像仪;22、相机;3、位置确定模块;4、信息提取模块;5、结果分析模块;6、检测轨道;7、移动机构;8、自动化机械手臂。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
另外,本实施例中各步骤的标号仅为方便说明,不代表对各步骤执行顺序的限定,在实际应用时,可以根据需要各步骤执行顺序进行调整,或同时进行,这些调整或者替换均属于本发明的保护范围。
下面结合说明书附图1-图17对本申请实施例作进一步详细描述。
实施例一:
本申请实施例提供一种涂层检测方法,所述方法的主要流程描述如下。
参照图1,涂层检测方法,包括:
S1、加热组件1对待测物进行加热。
其中,在预设的加热时间内,通过加热组件1对待测物的涂层进行加热,涂层的表面会持续吸收热源释放的热量而温度上升,并且热量会向涂层的内部传导。
参照图2和图3,在本实施例中,加热组件1采用主动脉冲式热源,如闪光灯、激光加热设备、微波加热设备、LED加热设备等,其中优选为闪光灯。待测物以汽车为例,汽车的车漆的涂层形成于衬底上,车漆的涂层从外到内依次包括有清漆、色漆、中涂漆和底漆,涂层检测的目标是要检测汽车的车漆涂层整体的均匀性。其中,衬底材料可以为非金属材料如PVC、碳纤维等),也可以为金属材料如铁、铝、钢等,衬底的厚度通常为0.5m-5mm之间。在涂层吸收热量升温,或者释放热量降温的过程中,对温度变化速率起主要影响的因素包括有:涂层本身的物理性质、衬底本身的物理性质和涂层的厚度。
在相同的材料体系中,对应于不同的涂层厚度,涂层的热传导速度和涂层在短时间内能够储存的热量也不同。如相较于较厚的涂层,较薄的涂层的特点包括:
热传导到衬底的速度更快;
涂层的比热容较少,温度升高或温度降低的速度较快;
热量储存能力较差,在停止加热后的短时间内降温速度更快。
因此,在固定的材料体系的情况下,分析涂层的温度变化过程,可以检测分析涂层的厚度。
参照图1和图2,S2、加热组件1停止加热,并在温变时间内执行图像获取步骤。
其中,当加热组件1停止加热后,涂层的热量继续向内部传导,与此同时,涂层向空气通过流和辐射散热,导致涂层表面温度下降。
S3、图像获取步骤。
参照图4,在步骤S3的具体方法中,包括:
S31、红外成像步骤:在温变时间内基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列。
其中,当加热组件1停止加热后的短时间内,一般在0ms-10000ms时间内,涂层整体体系会处于非热平衡的状态,涂层表面的温度会持续下降。在本实施例中,温变时间优选为1000ms。
在温变时间内,采用长波的红外成像仪,按照预设帧率对待测物的涂层进行连续拍摄,可获得检测图像序列,检测图像序列中包含有多张按照时间增长顺序依次排序的红外图像,即每一张红外图像均对应具有一个拍摄时间点,各个红外图像记录了在温变时间内涂层表面的动态温度变化。
S32、光学成像步骤:基于待测物进行光学成像,获取辅助图像。
其中,采用摄像机对待测物进行拍摄,在可见光情况下对待测物进行拍摄得到辅助图像。辅助图像的拍摄区域与红外图像的拍摄区域相对应,使辅助图像中待测物的整***置与红外图像中待测物的整***置相匹配。
对于汽车而言,汽车表面包括有涂层区域和非涂层区域。其中,涂层区域为汽车表面具有车漆的区域;非涂层区域则为汽车表面没有涂层或者涂层被遮挡的区域,如汽车玻璃。
其中,对非涂层区域的涂层检测并不能准确地检测出该位置的涂层厚度,如对汽车玻璃吸收瞬间吸收或释放的热量较多,对涂层监测结果影响较大,因此,而辅助图像可以更加直观地区分出涂层区域和非涂层区域。
S4、位置确定步骤:确定检测集合。
其中,检测集合中包含多个检测点,各个检测点用于指示待测物的涂层上的不同位置,各个检测点间隔分布于待测物。通过分析检测点的位置处的动态温度变化,可以分析涂层对应位置的厚度。
在步骤S4的具体方法中,包括:
S41、基于辅助图像,确定涂层区域。
其中,辅助图像是在可见光情况下对待测物进行拍摄得到的图像,可以清楚直观地反映出待测物的表面分布,找到具有涂层的表面位置。对辅助图像中的待测物进行涂层位置识别,将待测物中具有涂层的部分从辅助图像中识别出来,基于识别内容对辅助图像分块处理,确定辅助图像中的涂层区域。
S42、基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
其中,红外图像中对应于涂层区域的区域为检测区域,因此检测区域能够反映红外图像中待测物具有涂层的位置,从检测区域中选取各个检测点,确定检测集合。
具体的,选取检测点的方式可以为矩阵式分布选取,也可以为随机选择,在本实施例中优选为矩阵式分布选取,各个检测点均匀间隔分布于检测区域。
S5、信息提取步骤:基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息。
其中,在检测图像序列中,相邻两张红外图像之间的时间间隔相等,每一张红外图像均对应于一个拍摄时间点,且每一张红外图像都能提取各个检测点的位置的温度,因此根据检测图像序列,可以提取各个检测点在多个拍摄时间点时的温度。温变信息记录各个检测点在检测图像序列所对应的各个拍摄时间点时的温度,能够反映检测点在温变时间内的动态温度变化。
S6、结果分析步骤:基于温变信息,确定检测结果。
其中,通过分析各个检测点的动态温度变化,可以估算各个检测点对应的涂层厚度,从而确定检测结果。
参照图4和图5,在步骤S6中,包括:
S61、基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线。
其中,以温变信息中的各个红外图像所对应的拍摄时间点为x坐标,以检测点在各个拍摄时间点的温度为y坐标,可以构建温变曲线,温变曲线用于反映检测点的温度值在温变时间内的变化。
如图示中的曲线(a1)为检测点的涂层厚度为60um的温变曲线,如图示中的曲线(b1)为检测点的涂层厚度为70um的温变曲线。
S62、基于温变曲线进行积分计算,确定对应于检测点的累计热量信息。
其中,累计热量信息指的是对温变曲线进行积分处理后所得到的数据,可以在温变时间内累计检测点的位置所辐射的热量。
S63、基于各个检测点对应的累计热量信息,确定检测结果。
其中,在涂层较薄的情况下,累计热量信息所对应的热量交少,在涂层较厚的情况下,累计热量信息所对应的热量较多,通过热量比较,可以分析出各个检测点的厚度是否均匀。另一方面,累计辐射热量的方式能够反映的细节更全面,能够反映在整个温变时间内检测点的温度变化总和,适用于各个检测点的涂层厚度差异较小的检测场景中。
参照图6和图7,在另外的一种实施例中,在步骤S6中,也可以包括:
S61、基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线。
其中,以温变信息中的各个红外图像所对应的拍摄时间点为x坐标,以检测点在各个拍摄时间点的温度为y坐标,可以构建温变曲线,温变曲线用于反映检测点的温度值在温变时间内的变化。
如图示中的曲线(a2)为检测点的涂层厚度为30um的温变曲线,如图示中的曲线(b2)为检测点的涂层厚度为100um的温变曲线。
S62、基于温变曲线进行微分计算,确定对应于检测点的极限降温信息。
其中,对温变曲线进行微分处理,计算温变曲线的各个点的斜率,而温变曲线中的斜率可以反映检测点的温度变化速率,比较检测点在各个拍摄时间点所对应的温度变化速率,最大的温度变化速率所对应的拍摄时间点为最快降温点,取检测点所对应的最快降温点为该检测点的极限降温信息。
S63、基于各个检测点对应的极限降温信息,确定检测结果。
其中,在涂层较薄的情况下,涂层以进入最快降温速率的时间更短,在涂层较薄的情况下,涂层以进入最快降温速率的时间更长,通过比较检测点最快降温速率所对应的时间点,可以分析出各个检测点的厚度是否均匀。另一方面,分析温度变化速率的方式能够突出比较各个检测点的最快温度变化速率,适用于各个检测点的涂层厚度差异较大的检测场景中。
参照图8和图9,在另外的一种实施例中,在步骤S6中,还可以包括:
S61、基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线。
其中,以温变信息中的各个红外图像所对应的拍摄时间点为x坐标,以检测点在各个拍摄时间点的温度为y坐标,可以构建温变曲线,温变曲线用于反映检测点的温度值在温变时间内的变化。
如图示中的曲线(a3)为检测点的涂层厚度为30um的温变曲线,如图示中的曲线(b3)为检测点的涂层厚度为100um的温变曲线。
S62、基于检测时间点,从温变曲线中确定对应于检测点的点温度信息。
其中,检测时间点为预设的固定时间点,如设置检测时间点为100ms,则从各个温变曲线中获取在关闭热源100ms后的各个检测点所对应的温度值,该温度值为对应于检测点的点温度信息。
S63、基于点温度信息,确定检测结果。
其中,基于检测点的温度值大小,代入构建好的温度-厚度模型中,检测点所对应的涂层厚度,确定检测结果。在汽车部件的实际喷涂中,利用这种方法可以实时得到检测结果,以便进行下一步的喷涂。另外的,在温度-厚度模型的构建方法中,包括:以多种涂层的厚涂,以及多个对应于不同的厚度的涂层在关闭热源后100ms的温度值为样本数据,进行训练,构建关联于温度值和厚度的数学模型。
本申请实施例一中的一种涂层检测方法的实施原理为:加热组件1对待测物进行加热时,待测物的涂层的表面吸收热量而温度上升,并且热量向涂层的内部传导;当加热组件1停止加热后,涂层的热量继续传导,并同时向空气通过流和辐射散热,导致涂层表面降温。在相同的材料体系里,不同的涂层厚度,涂层的热传导速度和涂层所储存的热量都显著不同,从而影响涂层表面的升温和降温过程,因此涂层表面温度的变化关联于涂层的厚度。在加热组件1停止加热的温变时间内,通过连续进行热成像,可以获取检测图像序列,由于在温变时间内,涂层处于非热平衡的状态而迅速进行降温,因此检测图像序列可以记录涂层表面各个检测点的动态温度变化,确定温变信息,通过温变分析出各个检测点的位置的涂层厚度,进而分析出涂层的均匀性,指出涂层的缺陷、刮蹭、厚度不均的区域。通过记录涂层的动态温度变化来分析涂层厚度,一方面可以减少检测装置与待测物之间的物理接触,减少对待测物造成的磕碰损伤,另一方面可以同时对多个检测点进行涂层厚度检测,一次检测能够得到多组分析数据,检测效率更高。
在可见光情况下对待测物进行拍摄得到辅助图像,辅助图像可以区分出待测物中不具有涂层的位置如玻璃所在的区域,从而在红外图像中确定检测区域。利用辅助图像对图像进行区域分块处理,可有效减少检测点落在非涂层区域的可能性,提高数据有效性和检测准确性。
实施例二:
在一个实施例中,提供一种涂层检测装置,与上述实施例一中的涂层检测方法一一对应。
参照图10,涂层检测装置包括:
加热组件1,用于对待测物进行加热。
图像获取模块2,用于在加热组件1停止加热后且在温变时间内,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,检测图像序列中包含多张红外图像。
位置确定模块3,用于确定检测集合;其中,检测集合中包含多个检测点,各个检测点间隔分布于待测物。
信息提取模块4,用于基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;其中,温变信息用于反映检测点在温变时间内的温度变化。
结果分析模块5,用于基于温变信息,确定检测结果。
其中,图像获取模块2包括:
红外成像子模块,用于基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,检测图像序列中包含多张红外图像。
光学成像子模块,用于基于待测物连续进行热成像,获取辅助图像。
其中,位置确定模块3包括:
涂层区分子模块,用于基于辅助图像,确定涂层区域;其中,涂层区域用于反映待测物具有涂层的区域。
图像分块子模块,用于基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
参照图11,具体的,红外成像子模块优选为红外热成像仪21,光学成像子模块优选为相机22,加热组件1包括至少两组热源,两组热源分别对称设置于红外热成像仪21的两侧。红外热成像仪21位于两组热源之间的中部位置,以确保红外热成像仪21的拍摄视野能拍摄各个热源的加热区域,相机22位置可选择放置在红外热成像仪21的上、下、左、右的其中一个位置,以确保相机22的拍摄视野与红外热成像仪21的拍摄视野相匹配即可。在本实施例中,各个热源整体的加热区域总面积应大于红外热成像仪21的拍摄区域总面积。
参照图12,热源整体倾斜设置,以使热源与红外热成像仪21之间具有倾角,且热源到待测物之间的最小距离朝远离红外热成像仪21的方向逐渐变小。热源的加热面与红外热成像仪21的镜头之间存在间距,在实际检测时,红外热成像仪21到待测物之间的最小距离大于热源到待测物之间的最大距离。利用热源的倾斜设置,使两组热源的加热作用更加集中于红外热成像仪21的拍摄区域,确保拍摄视野内的涂层的温度变化更加明显。红外热成像仪21距离涂层比热源距离涂层更远,目的是减少热源自身的热量直接到达红外热成像仪21,影响红外热成像仪21的检测结果。
参照图11,热源整体呈长条状,且沿其长度方向,如图示中的竖直方向依次设置有强热部102、弱热部101和强热部102,弱热部101设置于两个强热部102之间,其中,强热部102的加热效率大于弱热部101的加热效率。在本实施例中,热源整体由三条长条状闪光灯拼接组成,在实际工作时,位于强热部102的闪光灯的加热功率大于位于弱热部101的闪光灯的加热功率。进一步的,每个闪光灯的内侧均设置有高反射率的反光板(图中未示出),用于将热量反射并向涂层照射加热,且每个闪光灯的外侧均设置有隔热板,用于降低闪光灯的热能消耗,并减少闪光灯自身热量对红外热成像仪21的检测结果的影响。
参照图11和图13,闪光灯在对涂层进行照射以达到加热效果时,闪光灯对涂层的照射光线会从中间到两端逐渐倾斜,因此,闪光灯中部对涂层的照射会达到垂直照射的效果,加热效果较强,而闪光灯两端对涂层的照会达到斜线照射的效果,加热效果较弱,导致闪光灯的加热效率具有从中间到两端逐渐衰弱的趋势,闪光灯本身存在大面积照射中加热不均匀的问题。
参照图11和图13,在本实施例中,利用强热部102和弱热部101配合的设置,弱热部101的照射可以对两个强热部102的斜线照射的区域进行热量补充。如图所示,涂层单次的检测区域如图示方向从上至下可分为h1部分、h2部分、h3部分、h4部分以及h5部分;在实际加热过程中,涂层的h1部分在强热部102的垂直照射作用下进行加热;涂层的h2部分在强热部102的斜线照射作用以及弱热部101的斜线照射作用下进行加热;涂层的h3部分在强热部102的斜线照射作用以及弱热部101的垂直照射作用下进行加热;涂层的h4部分在强热部102的斜线照射作用以及弱热部101的斜线照射作用下进行加热;涂层的h5部分在强热部102的垂直照射作用下进行加热;因此,h1位置、h2位置、h3位置、h4位置、h5位置所吸收的热量趋于相等,进而整个加热区域的热量分布在纵向上更加均匀。
参照图11和图12,具体的,每一组热源的数量为2,每一组中的两个热源分为第一热源11和第二热源12,其中第二热源12位于第一热源11远离红外热成像仪21的一侧,第一热源11和第二热源12相互平行且间隔设置。在本实施例中,第一热源11和红外热成像仪21之间的最小距离d1大于第一热源11和第二热源12之间的最小距离d2。
参照图11和图12,在各个热源同时对涂层进行加热时,由于距离d2大于距离d1,可使分散左右两边的热源的加热效果,减少加热区域中间位置的集中加热,使加热区域的中间部位的热量分布更加均匀。同时,由于距离d1小于距离d2,位于边缘位置的第二热源12可以对加热区域的边缘部位进行热量补充,使加热区域的边缘部位和中部部位之间的热量分布更加均匀,进而整个加热区域的热量分布在横向上更加均匀。
参照图14和图15,其中图(1)为通过各个热源对涂层进行照射加热时采集的数据得到的照度光栅图表,图(1)的横坐标和纵坐标表示涂层检测位置的坐标,涂层的检测面积每次设定800mm*800mm;其中图(2)为照度光栅图表所对应的热源辐照度图,图(2)中的系数表示热源辐照度大小,辐照度越大光线越强,涂层所接收到的热量越多。
参照图14和图15,结合图(1)和图(2),看出从涂层的中心点往水平方向上,涂层的各个位置接收的热量左右对称相等,而涂层的中心点往竖直方向逐渐递减。由图(2)纵向系数看出辐照度递减的幅度很小,呈现出上下对称递减的分布,对检测结果的影响较小,实际分析过程中可以忽略不计。检测结果主要是通过涂层的检测面以中心点为界,左和右对比、上和下对比,而由于涂层的检测面的左边和右边、上边和下边的热量分布都是对称分布,且近似均匀分布,所以得出涂层的检测面接受的热源均匀,且涂层的检测面每次接收到的均匀热源的部位面积较大,即减少检测误差,又提高检测效率。
在实际使用涂层检测装置进行检测的过程中,使用者可以手持涂层检测装置对汽车的多个位置依次进行检测。
本实施例提供的涂层检测装置,由于其各模块本身的功能及彼此之间的逻辑连接,能实现前述实施例的各个步骤,因此能够达到与前述实施例相同的技术效果,原理分析可参见前述方法步骤的相关描述,在此不再累述。
实施例三:
在一个实施例中,提供了一种自动化检测***,其包括上述实施例中的涂层检测装置,还包括:
检测轨道6,围绕待测物分布;
移动机构7,能够沿检测轨道6移动,涂层检测装置设置于移动机构7上。移动机构7可以为智能移动车,也可以为智能移动机械人等能够通过预设程序在检测轨道6上进行移动的智能设备。
在实际检测的过程中,使用者基于检测轨道6提前设置好多个检测地点,移动机构7带动涂层检测装置沿着检测轨道6移动,并依次在各个检测地点中对待测物进行涂层检测,以获取待测物多个位置的涂层数据。
在另外一个实施例中,自动化检测***,其包括上述实施例中的涂层检测装置,还可以包括自动化机械手臂8,涂层检测装置设置于自动化机械手臂8上,自动化机械手臂8安装有距离传感器。在实际检测的过程中,使用者基于自动化机械手臂8的活动路径提前设置好多个检测地点,自动化机械手臂8带动涂层检测装置移动到对应的检测地点后,通过距离传感器采集距离数据,并自动调节涂层检测装置到汽车的距离,然后进行涂层检测,待检测完成后自动化机械手臂8带动涂层检测装置移动到下一个的检测地点,以获取待测物多个位置的涂层数据。
本实施例提供的自动化检测***,由于其各模块本身的功能及彼此之间的逻辑连接,能实现前述实施例的各个步骤,因此能够达到与前述实施例相同的技术效果,原理分析可参见前述方法步骤的相关描述,在此不再累述。
具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的方法、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.涂层检测方法,其特征在于,包括:
加热组件(1)对待测物进行加热;
加热组件(1)停止加热,并在温变时间内执行图像获取步骤;
图像获取,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
位置确定,确定检测集合;其中,所述检测集合中包含多个检测点,各个所述检测点间隔分布于所述待测物;
信息提取,基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;其中,所述温变信息用于反映所述检测点在所述温变时间内的温度变化;
结果分析,基于温变信息,确定检测结果;
基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线;其中,所述温变曲线用于反映所述检测点的温度值在所述温变时间内的变化;
基于温变曲线进行积分计算,确定对应于检测点的累计热量信息;
基于各个检测点对应的累计热量信息,确定检测结果;
基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线;其中,所述温变曲线用于反映所述检测点的温度值在所述温变时间内的变化;
基于温变曲线进行微分计算,确定对应于检测点的极限降温信息;其中,所述极限降温信息用于反映所述检测点温度变化最快的时间点;
基于各个检测点对应的极限降温信息,确定检测结果;
基于温变信息,确定对应于检测点的温变曲线;
基于检测时间点,从温变曲线中确定对应于检测点的点温度信息;
基于点温度信息,将所述检测点的温度值代入构建好的温度-厚度模型中,检测点所对应的涂层厚度,确定检测结果;所述温度-厚度模型的构建包括以多种涂层的厚度,以及多个对应于不同的厚度的涂层在关闭热源后100ms的温度值为样本数据,进行训练,构建关联于温度值和厚度的数学模型。
2.根据权利要求1所述的涂层检测方法,其特征在于,在图像获取步骤的具体方法中,还包括:
光学成像,基于待测物进行光学成像,获取辅助图像;
在位置确定步骤的具体方法中,包括:
基于辅助图像,确定涂层区域;其中,所述涂层区域用于反映所述待测物具有涂层的区域;
基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
3.涂层检测装置,其特征在于,包括:
加热组件(1),用于对待测物进行加热;
图像获取模块(2),用于在加热组件(1)停止加热后且在温变时间内,基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
位置确定模块(3),用于确定检测集合;其中,所述检测集合中包含多个检测点,各个所述检测点间隔分布于所述待测物;
信息提取模块(4),用于基于检测图像序列,确定对应于检测点的温变信息;其中,所述温变信息用于反映所述检测点在所述温变时间内的温度变化;
结果分析模块(5),用于基于温变信息,确定检测结果;
其中,所述图像获取模块(2)包括:
红外成像子模块,用于基于待测物连续进行热成像,获取检测图像序列;其中,所述检测图像序列中包含多张红外图像;
光学成像子模块,用于基于待测物进行光学成像,获取辅助图像;
其中,位置确定模块(3)包括:
涂层区分子模块,用于基于辅助图像,确定涂层区域;其中,所述涂层区域用于反映所述待测物具有涂层的区域;
图像分块子模块,用于基于涂层区域对红外图像进行区域划分,确定检测区域,并基于检测区域确定检测集合。
4.根据权利要求3所述的涂层检测装置,其特征在于:所述红外成像子模块包括红外热成像仪(21),所述加热组件(1)包括至少两组热源,各个所述热源对称设置于所述红外热成像仪(21)的两侧,所述红外热成像仪(21)的位置对应于所述热源的中部。
5.根据权利要求4所述的涂层检测装置,其特征在于:所述热源包括弱热部(101)和设置于所述弱热部(101)两端的强热部(102),所述强热部(102)的加热效率大于所述弱热部(101)的加热效率。
6.根据权利要求5所述的涂层检测装置,其特征在于:所述热源包括相互平行且间隔设置的第一热源(11)和第二热源(12),所述第二热源(12)位于所述第一热源(11)远离所述红外热成像仪(21)的一侧,所述第一热源(11)和所述红外热成像仪(21)之间的最小距离大于所述第一热源(11)和所述第二热源(12)之间的最小距离。
7.根据权利要求4所述的涂层检测装置,其特征在于:所述红外热成像仪(21)到所述待测物之间的最小距离大于所述热源到所述待测物之间的最大距离;所述热源与所述红外热成像仪(21)之间具有倾角,以使所述热源到所述待测物之间的最小距离朝远离所述红外热成像仪(21)的方向逐渐变小。
8.自动化检测***,其特征在于,包括如权利要求3至7任一项所述的涂层检测装置,还包括:
检测轨道(6),围绕所述待测物分布;
移动机构(7),能够沿所述检测轨道(6)移动,所述涂层检测装置设置于所述移动机构(7)上。
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