CN117783166A - 一种船体探伤***及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种船体探伤***及方法，***包括放射模块、显像模块、第一图像采集器、第二图像采集器和处理模块；所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块及所述显像模块运动，令所述放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令所述显像板的几何中心与待测目标点对齐。方法应用于上述的***中。本公开可自动调节放射模块和显像模块，使放射源、显像板与待测目标点自动对齐，无需人工手动调节，可减少人工劳动强度，提高对齐的准确性，进而提高船体探伤精度。

Description

一种船体探伤***及方法

技术领域

本公开涉及船体探伤的技术领域，具体涉及一种船体探伤***及方法。

背景技术

在船体检测过程中，需要对船体定点探伤，具体做法是对船体上待测的目标点进行标记，然后使用无损探伤装置，如磁性、x射线、r射线或超声波等方式对船体进行探伤检查，如x射线等放射性探伤装置，通常包括放射源和显像板，在使用时分别将放射源和显像板设置在船体待测目标点的内外两侧，通过放射源对目标点处出射x射线，x射线透过船体在显像板处显示船体待测目标点处的图像，供工作人员观察判断船体的损伤情况。

上述的放射性探伤装置在使用过程中，要求待测目标点位于放射源在船体表面形成的放射面的几何中心位置，同时要求另一面的显像板的几何中心与待测目标点对齐，以使得待测目标点位于成像后图像的中心位置，提高船体探伤的准确度。上述放射性探伤装置在实际应用过程中主要依靠人工手动调节放射源和显像板的姿态至满足上述要求，这种方式存在以下缺陷：

手动调节放射源和显像板的姿态费时费力，且主要依靠人眼判断是否调节到位，调节精度低，不能确保成像后待测目标点位于成像图像的中心位置。尤其的，在调节放射源时，由于重合对齐的对象为放射源在船体表面的成像面，不具有实体，无法进行有效参照，且由于船体表面多为弧形面，这进一步增大了成像面形状的不确定性，另一方面，还由于放射源具有放射性的特点，操作人员无法在调节时打开放射源放射x射线进行参照，使得操作人员在调节放射源时非常困难，往往仅能依靠操作人员主观预测船体表面的放射面进行调节，极易出现待测目标点偏离放射面几何中心较大距离的现象，影响最终船体探伤结果的准确性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种船体探伤***及方法。本公开可自动调节放射模块和显像模块，使放射源、显像板与待测目标点自动对齐，无需人工手动调节，可减少人工劳动强度，提高对齐的准确性，进而提高船体探伤精度。

本公开所述的一种船体探伤***，包括：

可移动的放射模块，其包括放射源以及与所述放射源联动的第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，所述第一升降调节机构用于调节所述放射源的所在高度，所述第一俯仰角调节机构用于调节所述放射源的出射角度；

可移动的显像模块，其包括显像板以及与所述显像板联动的第二升降调节机构和第二俯仰角调节机构，所述第二升降调节机构用于调节所述显像板的所在高度，所述第二俯仰角调节机构用于调节所述显像板的倾斜角度；

第一图像采集器，其设置在所述放射模块上，并与所述放射源相连接；

第二图像采集器，其设置在所述显像模块上，并与所述显像板相连接；

处理模块，其分别与所述放射模块、所述显像模块、所述第一图像采集器和所述第二图像采集器信号连接；

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)；

所述第一图像采集器和所述第二图像采集器分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到所述处理模块中；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块及所述显像模块运动，令所述放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令所述显像板的几何中心与待测目标点对齐。

优选地，所述第一图像采集器的中心与所述放射源的中心在x向上对齐，所述第二图像采集器的中心与所述显像板的几何中心在x向上对齐；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块运动，令所述放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合包括：

根据成像要求，将放射模块移动至船体待测目标点的一定间距处；

根据待测目标点的空间坐标，通过第一升降调节机构调节放射源至对应高度，令待测目标点出现在第一图像采集器的成像画面中；

第一图像采集器对待测目标点成像并输入到所述处理模块中，所述处理模块提取成像图像中的待测目标点，获得待测目标点在成像图像中的点位坐标，记为第一目标点坐标(x_i1,y_i1)，所述处理模块获取成像图像的中心点坐标，记为第一中心点坐标(x_c1,y_c1)，所述处理模块根据所述第一目标点坐标与所述第一中心点坐标在x向上的差值控制所述放射模块在x向上移动，令所述第一图像采集器的中心在x向上与待测目标点对齐，进而使所述放射源的中心在x向上与待测目标点对齐；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r，获得所述放射源的高度h及俯仰角θ，并根据所得的高度h及俯仰角θ调节所述第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，将所述放射源的姿态调节至满足所得的高度h及俯仰角θ。

优选地，所述处理模块根据待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r，获得所述放射源的高度h及俯仰角θ包括：

收集多组样本数据，所述样本数据包括在相同空间直角坐标系下，放射源在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源与放射面的几何中心之间的直线间距、船体成像部位的平整度参数、放射源的高度及俯仰角；

构建一个多层感知器回归模型，将所述样本数据作为多层感知器回归模型的训练数据，训练获得以放射源在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源与放射面的几何中心之间的直线间距以及船体成像部位的平整度参数作为输入，以放射源的高度及俯仰角作为输出的多层感知器回归模型；

将待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r输入到所得多层感知器回归模型中，获得对应的放射源的高度h及俯仰角θ。

优选地，在获得放射源的高度h及俯仰角θ后进行模拟放射仿真，在模拟放射仿真模型中标注待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)，并以放射面的几何中心作为模拟放射点，判断所述模拟放射点与空间坐标(x₁,y₁,z₁)之间的距离差是否满足小于等于预设的阈值，若是则控制放射源按所得的高度h及俯仰角θ运动，若否则发出人为干预提示。

优选地，所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述显像模块运动，令所述显像板的几何中心与待测目标点对齐包括：

根据成像要求，将显像模块移动至船体待测目标点的一定间距处；

根据待测目标点的空间坐标，通过第二升降调节机构调节显像板至对应高度，令待测目标点出现在第二图像采集器的成像画面中；

第二图像采集器对待测目标点成像并输入到所述处理模块中，所述处理模块提取成像图像中的待测目标点，获得待测目标点在成像图像中的点位坐标，记为第二目标点坐标(x_i2,y_i2)，所述处理模块获取成像图像的中心点坐标，记为第二中心点坐标(x_c2,y_c2)，所述处理模块根据所述第二目标点坐标与所述第二中心点坐标在x向及y向上的差值控制所述显像模块移动，使所述显像板的几何中心与待测目标点对齐。

优选地，所述放射模块包括第一底架以及设置在所述第一底架底部的第一行走轮，所述第一升降调节机构包括与所述放射源联动的第一升降电机，所述第一俯仰角调节机构包括与所述放射源联动的第一旋转电机。

优选地，所述显像模块包括第二底架以及设置在所述第二底架底部的第二行走轮，所述第二升降调节机构包括与所述显像板联动的第二升降电机，所述第二俯仰角调节机构包括与所述显像板联动的第二旋转电机。

本公开的一种船体探伤方法，应用于如上所述的船体探伤***中，包括以下步骤：

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)；

第一图像采集器和第二图像采集器分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到处理模块中；

处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制放射模块及显像模块运动，令放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令显像板的几何中心与待测目标点对齐。

本公开所述的一种船体探伤***及方法，其优点在于：

1、本公开可根据待测目标点的空间坐标及图像采集器采集的图像，控制调节放射源和显像板的高度及俯仰角度，令放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标重合，同时令显像板的几何中心与待测目标点对齐，进而确保探伤检测时待测目标点位于探伤图像的中心位置，以确保探伤检测的准确性，本公开无需人工手动调节，可减少人工劳动强度；

2、本公开针对放射源的重合对齐对象为放射源在船体表面的成像面，不具有实体且受船体表面弧度影响，无法进行准确计算的特点，采用机器学***整度参数来预测放射源的高度及俯仰角，根据预测所得结果控制放射源的高度及俯仰角，以使得放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，由此可以实现放射源的自动对齐重合，无需人工计算调整，提高了探伤检测效率及精度；

3、本公开在获得放射源的高度及俯仰角后，预先进行模拟放射仿真，判断仿真模型中的成像面的几何中心是否与待测目标点重合或是接近待测目标点，如是则调节放射源至对应的高度及俯仰角进行真实放射，否则发出人为干预提示，提示操作人员人为干预，通过此步骤，可进一步提高放射源端重合对齐的精度，进而提高探伤检测的准确性。

附图说明

图1是本实施例所述船体探伤***的结构框图；

图2是本实施例所述放射模块的结构示意图；

图3是本实施例所述显像模块的结构示意图；

图4是本实施例所述船体探伤***的使用状态示意图。

附图标记说明：1-放射模块，11-放射源，2-显像模块，21-显像板，3-第一图像采集器，4-第二图像采集器，5-处理模块，6-船体。

具体实施方式

如图1-图4所示，本公开所述的一种船体探伤***，包括：

可移动的放射模块1，其包括放射源11以及与放射源11联动的第一升降调节机构和第二俯仰角调节机构，第一升降调节机构用于调节放射源11的所在高度，第一俯仰角调节机构用于调节放射源11的出射角度，具体的，如图2所示，放射模块1包括第一底架以及设置在第一底架底部的第一行走轮，第一升降调节机构包括与放射源11联动的第一升降电机，第一俯仰角调节机构包括与放射源11联动的第一旋转电机，第一底架为镂空的架体，底部中空形成壳体，壳体内可容置行走电机，行走电机与底部的四个第一行走轮联动，用以带动放射模块1行走。

放射模块1包括有一升降台，升降台通过交叉杆机构与第一底架连接，使得升降台可相对于第一底架上下滑动，第一升降电机通过蜗轮蜗杆机构与升降台联动，用于通过电机的正反转来带动升降台上下滑动，实现升降高度调节。

第一俯仰角调节机构包括一壳体以及一与壳体转动连接的旋转座，旋转座端面露出在壳体之外，放射源11安装在旋转座的端面处，第一旋转电机为伺服电机，通过减速齿轮组与旋转座联动，通过第一旋转电机可带动旋转座转动，进而带动放射源11转动，以实现放射源11的俯仰角调节。

可移动的显像模块2，其包括显像板21以及与显像板21联动的第二升降调节机构和第二俯仰角调节机构，显像模块2包括第二底架以及设置在所述第二底架底部的第二行走轮，第二升降调节机构包括与显像板21联动的第二升降电机，第二俯仰角调节机构包括与显像板21联动的第二旋转电机。第二行走轮及第二升降机构的结构与上文的第一行走轮、第一升降机构类似，可参照上文描述进行理解，在此不再赘述。

第二俯仰角调节机构包括一支撑架、一固定架和一转接轴，支撑架设置在升降架上，固定架与支撑架相连接，固定架适配于显像板21，显像板21嵌设于固定架中，转接轴与支撑架转动连接，转接轴还与固定架相连接，使得固定架上的显像板21可随转接轴而转动，第二旋转电机与转接轴联动，用于带动转接轴转动进而带动显像板21转动，调节显像板21的俯仰角度。

第一图像采集器3，其设置在放射模块1上，并与放射源11相连接，

第二图像采集器4，其设置在所述显像模块2上，并与所述显像板21相连接；

处理模块5，其分别与放射模块1、显像模块2、第一图像采集器3和第二图像采集器4信号连接。

具体的，第一图像采集器3和第二图像采集器4均为工业CCD相机，第一图像采集器3的中心与放射源11的中心在x向上对齐，第二图像采集器4的中心与显像板21的几何中心在x向上对齐，以使得可通过第一图像采集器3和第二图像采集器4采集的图像来辅助进行放射源11和显像板21的重合和对齐。处理模块5可以为MCU或CPU等具有运算处理能力的元件，处理模块5用于根据图像采集器采集的图像及各项参数，控制放射模块1及显像模块2的姿态，使放射源11和显像板21的位置满足损伤探测需求，具体过程如下：

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)，实际操作过程中，在探伤检测开始前，操作人员根据需要探伤的位置，在待测目标点位处的内外相对两侧均进行标记，可以使用与船体颜色区别较大的颜料涂抹进行标记，也可以采用粘贴贴纸、标志物的方式，以标明待测目标点。在具体的实施例中，如图4所示，可以选取左下角的船体底角作为空间直角坐标系的原点，通过人工测量的方式来确定待测目标点与原点之间在x、y、z三个方向上的间距，由此可以得到待测目标点在所构建的空间直角坐标系中的空间坐标，在其他优选的实施方式中，可以通过三维扫描仪扫描获取船体的三维模型，通过在三维模型中标注待测目标点并指定原点，即可自动获得待测目标点的空间坐标，本实施例中，待测目标点的空间坐标为已知量。

所述第一图像采集器3和所述第二图像采集器4分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到所述处理模块5中；

所述处理模块5根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块1及所述显像模块2运动，令所述放射源11在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令所述显像板21的几何中心与待测目标点对齐。

具体的，要满足上述的探伤要求，需要解决放射源11在船体表面的放射面与外侧面的待测目标点的重合，以及显像板21的几何中心与内侧面的待测目标点对齐，由于放射源11对探伤图像的影响较大，本实施例中优先考虑放射源11的姿态调节，然后将显像板21的俯仰角度调节至与放射源11一致，以确保放射源11的出射角度垂直于显像板21的板面，进而使得最终成像效果好。

考虑影响放射源11在船体表面的放射面的参数包括：放射源11与船体待测目标点(也即放射面中心点)之间的间距、放射源11的高度及俯仰角、船体成像部位的平整度参数，其中，船体成像部位的平整度参数采用弧度表示，即船体纵截面所成弧度，如成像部位为平面，则平整度参数为0，本实施例中，需要根据平整度参数以及待测目标点的空间坐标，对放射源11与船体待测目标点之间的间距、放射源11的高度及俯仰角这三项参数进行调节，以使得放射源11在船体成像面的几何中心与待测目标点重合。

本实施例的解决思路如下：

首先，应尽量减少需要调节的参数数量，对于放射源11而言，一般均有推荐的成像距离，即根据该放射源11的参数，推荐将该放射源11置于目标点的一定距离处，使得放射源11可对待测目标稳定成像，因此本实施例中，根据成像要求，将放射模块1移动至船体待测目标点的一定间距处，所述的一定间距为根据放射源11的参数自行选择，使得放射源11的放射光线能覆盖待检测的区域即可，此步骤可由操作人员手动移动，也可以引入激光测距等设备，通过行走机构带动放射模块1自动移动完成。

在明确了放射模块1与船体待测目标点之间的间距，也即明确了放射源11与成像面的垂直间距之后，需要调节放射源11的所在高度及俯仰角，令成像面的几何中心与待测目标点重合，本实施例按如下步骤实现：

分析放射源11的出射光线及成像面特性，对于待测目标点三个维度上的坐标(x₁,y₁,z₁)，如图4所示，放射源11通常位于待测目标点外侧，且高度方向上低于待测目标点，以仰射的角度对待测目标点出射光线，在实际分析中，以放射源11出射面的几何中心点代表放射源11，放射源11在x向上的坐标与待测目标点相同，y向上的坐标与待测目标点不同，z向上的坐标通常小于待测目标点。

由上可知，要调节放射源11与待测目标点的对齐问题，首先需要令放射源11与待测目标点在x向上对齐，本实施例中采用机器视觉的方式来进行x向上的对齐，具体做法为：

将放射模块1移动至靠近待测目标点的位置，然后根据待测目标点的空间坐标，通过第一升降调节机构调节放射源11的高度至接近待测目标点所在高度，由于放射源11与第一图像采集器3相连接，第一图像采集器3会随放射源11同步升降，在将放射源11调节至接近待测目标点的高度后，待测目标点出现在第一图像采集器3的成像视野中，令第一图像采集器3对待测目标点所在位置成像并输入到处理模块5中，处理模块5提取成像图像中的待测目标点，如前所述，待测目标点通常采用与船体表面色差较大的颜料进行标示，因此在成像图像中，容易使用现有的机器视觉算法提取待测目标点及其点位坐标，如：先将成像图像转换为灰度图，对所得灰度图进行边缘提取，然后通过形态学膨胀、高斯滤波、闭运算和形态学腐蚀，即可提取出成像图像中的待测目标点，并能计算出待测目标点的图像在成像图像中的点位坐标，记为第一目标点坐标(x_i1,y_i1)。处理模块5可以通过OpenCV软件直接获取成像图像的中心点坐标，记为第一中心点坐标(x_c1,y_c1)，处理模块5根据第一目标点坐标(x_i1,y_i1)与第一中心点坐标(x_c1,y_c1)在x向上的差值控制所述放射模块1在x向上移动，令所述第一图像采集器3的中心在x向上与待测目标点对齐，进而使所述放射源11的中心在x向上与待测目标点对齐，具体做法为，将第一目标点坐标(x_i1,y_i1)与第一中心点坐标(x_c1,y_c1)在x向上的差值作为放射模块1在x向上的位移量，处理模块5控制行走电机，进而控制第一行走轮转动，使得放射模块1在x向上移动对应的位移量，使得待测目标点位于成像图像x向上的中点，也即第一图像采集器3的镜头中心与待测目标点在x向上对齐，而由于第一图像采集器3的中心与放射源11的中心在x向上对齐，则此时放射源11的中心也与待测目标点在x向上对齐。

接下来调节放射源11的所在高度和俯仰角度，根据待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源11与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r，获得所述放射源11的高度h及俯仰角θ，并根据所得的高度h及俯仰角θ调节所述第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，将所述放射源11的姿态调节至满足所得的高度h及俯仰角θ。

具体而言，放射源11与待测目标点的直线间距l、船体待测部位的平整度参数r、放射源11的高度h及俯仰角θ均会影响放射源11在船体表面放射面位置，进而影响放射面的几何中心的位置，使用上述参数，基于光学放射原理计算放射面的几何中心点位置，具有理论上的可行性，但由于涉及复杂的几何运算，且船体表面的平整度参数具有多样性，进一步增大了运算的难度。本实施例中，对该问题进行简化，令放射源11与待测目标点的直线间距l根据成像要求进行设置，船体待测部位的平整度参数r可根据船体的规格参数或是实际测量获得，将待测目标点的空间坐标作为已知量，由这三个参数来反推对应的放射源11的高度h及俯仰角θ，具体做法如下：

收集多组样本数据，所述样本数据包括在相同空间直角坐标系下，放射源11在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源11与放射面的几何中心之间的直线间距、船体成像部位的平整度参数、放射源11的高度及俯仰角；此步骤中，样本数据可以收集实际放射的相关数据，也可以采用模拟放射仿真模型，如使用ZEMAX、TracePro、LightTootls等模拟照射软件进行模拟照射试验，以此收集足够数量的样本数据，优选地，由于放射源11具有放射性，在本实施例中，模拟照射试验收集样本数据的方式更为合适。

构建一个多层感知器回归模型，将所述样本数据作为多层感知器回归模型的训练数据，训练获得以放射源11在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源11与放射面的几何中心之间的直线间距以及船体成像部位的平整度参数作为输入，以放射源11的高度及俯仰角作为输出的多层感知器回归模型；

将待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源11与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r输入到所得多层感知器回归模型中，获得对应的放射源11的高度h及俯仰角θ。

示例性的，使用多层感知器(MLP)作为回归模型：

输入特征：x＝[x₁,y₁,z₁,l,r]；

输出目标：y＝[h,θ]；

模型：MLP(x)＝[h,θ]；

损失函数：L(x,y)＝(h-h′)²+(θ-θ′)²；

其中，h′和θ′是模型对于输入特征x的预测输出值。

为了训练这个机器学***整度参数)以及对应的输出目标(放射源11的高度及俯仰角)，然后使用训练数据集来优化模型的参数，使得模型能够准确预测输出目标。

更具体的，使用Keras或TensorFlow等深度学习框架来构建上述的多层感知器模型，该模型包含2个隐藏层，每个隐藏层包含64个神经元。使用ReLU(修正线性单元)作为激活函数，并在每个隐藏层后添加了20％的Dropout层，以防止模型过拟合。最后一层是一个具有两个神经元的输出层，输出层使用线性激活函数。使用均方误差(MSE)作为损失函数，并采用Adam优化器进行优化。

通过上述步骤，可以获得一个能够基于成像面的中心点坐标、射面的几何中心之间的直线间距、船体成像部位的平整度参数来预测放射源11的高度及俯仰角的模型，在实际探伤过程中，通过测量前三项参数，将所得前三项参数输入到模型中，即可预测获得对应的放射源11的高度及俯仰角的模型，然后控制第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，将放射源11调节至预测所得的高度和俯仰角。即可完成放射源11高度及俯仰角的自动调节。

进一步的，由于放射源11的高度h及俯仰角θ均为预测得到的参数，受模型预测精度等因素的影响，可能存在误差，因此需要对所得参数进行模拟放射仿真，具体的，使用上述的模拟照射软件来构建一个模拟放射仿真模型，模拟放射模型参照实际放射环境设置，在模拟放射模型中标注待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)，并以放射面的几何中心作为模拟放射点，判断所述模拟放射点与空间坐标(x₁,y₁,z₁)之间的距离差是否满足小于等于预设的阈值，该阈值根据放射探伤的允许误差设置，若是则判断所预测的高度h及俯仰角θ可以满足探伤精度要求，令控制放射源11按所得的高度h及俯仰角θ运动，若否则发出人为干预提示，提示操作人员进行人为干预调整，此步骤中，通常对所预测的高度h及俯仰角θ进行微调即可。

上述为放射源11的调节过程，同时还需要进行显像板21的调节，显像板21要求几何中心与待测目标点对齐，显像板21具有实体，且显像板21多为长方形板，其几何中心易于确定，另一方面，显像板21的俯仰角度与放射源11的俯仰角度保持一致，跟随前文确定的放射源11的俯仰角θ进行调节即可，因此显像板21的调节较为简单，具体如下：

根据成像要求，将显像模块2移动至船体待测目标点的一定间距处；

根据待测目标点的空间坐标，通过第二升降调节机构调节显像板21至对应高度，令待测目标点出现在第二图像采集器4的成像画面中；

第二图像采集器4对待测目标点成像并输入到所述处理模块5中，所述处理模块5提取成像图像中的待测目标点，获得待测目标点在成像图像中的点位坐标，记为第二目标点坐标(x_i2,y_i2)，所述处理模块5获取成像图像的中心点坐标，记为第二中心点坐标(x_c2,y_c2)，所述处理模块5根据所述第二目标点坐标与所述第二中心点坐标在x向及y向上的差值控制所述显像模块2移动，具体的，如前文所述，将第二目标点坐标(x_i2,y_i2)与第二中心点坐标(x_c2,y_c2)在x向上的差值作为显像模块2在x向上的位移量，处理模块5控制行走电机，进而控制第二行走轮转动，使得显像模块2在x向上移动对应的位移量，使得待测目标点位于成像图像x向上的中点，也即第二图像采集器4的镜头中心与待测目标点在x向上对齐，而由于第二图像采集器4的中心与显像板21的中心在x向上对齐，则此时显像板21的中心也与待测目标点在x向上对齐。y向上的对齐与x向类似，区别在于第二图像采集器4通常位于显像板21下方一定距离处，因此需要提前测量第二图像采集器4的镜头中心与显像板21的几何中心的距离差，在令第二图像采集器4的中心与待测目标点在y向上对齐后，根据提前测量的距离差，向下调节显像板21对应距离，使得位于第二图像采集器4正上方的显像板21几何中心下移至与待测目标点对齐，即可令显像板21的几何中心与待测目标点对齐。

通过上述过程，本实施例的船体探伤***可根据待测目标点的空间坐标及图像采集器采集的图像，控制调节放射源11和显像板21的高度及俯仰角度，令放射源11在船体表面的放射面的几何中心与待测目标重合，同时令显像板21的几何中心与待测目标点对齐，进而确保探伤检测时待测目标点位于探伤图像的中心位置，以确保探伤检测的准确性，本公开无需人工手动调节，可减少人工劳动强度；

本公开针对放射源11的重合对齐对象为放射源11在船体表面的成像面，不具有实体且受船体表面弧度影响，无法进行准确计算的特点，采用机器学***整度参数来预测放射源11的高度及俯仰角，根据预测所得结果控制放射源11的高度及俯仰角，以使得放射源11在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，由此可以实现放射源11的自动对齐重合，无需人工计算调整，提高了探伤检测效率及精度；

本公开在获得放射源11的高度及俯仰角后，预先进行模拟放射仿真，判断仿真模型中的成像面的几何中心是否与待测目标点重合或是接近待测目标点，如是则调节放射源11至对应的高度及俯仰角进行真实放射，否则发出人为干预提示，提示操作人员人为干预，通过此步骤，可进一步提高放射源11端重合对齐的精度，进而提高探伤检测的准确性。

本实施例还提供了一种船体探伤方法，应用于如上所述的船体探伤***中，包括以下步骤：

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)；

第一图像采集器3和第二图像采集器4分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到处理模块5中；

处理模块5根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制放射模块1及显像模块2运动，令放射源11在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令显像板21的几何中心与待测目标点对齐。

本实施例的船体探伤方法与上述的船体探伤***基于相同的发明构思，可参照上文描述进行理解，在此不再赘述。

本公开可自动调节放射模块1和显像模块2，使放射源11、显像板21与待测目标点自动对齐，无需人工手动调节，可减少人工劳动强度，提高对齐的准确性，进而提高船体探伤精度。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种船体探伤***，其特征在于，包括：

可移动的放射模块，其包括放射源以及与所述放射源联动的第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，所述第一升降调节机构用于调节所述放射源的所在高度，所述第一俯仰角调节机构用于调节所述放射源的出射角度；

可移动的显像模块，其包括显像板以及与所述显像板联动的第二升降调节机构和第二俯仰角调节机构，所述第二升降调节机构用于调节所述显像板的所在高度，所述第二俯仰角调节机构用于调节所述显像板的倾斜角度；

第一图像采集器，其设置在所述放射模块上，并与所述放射源相连接；

第二图像采集器，其设置在所述显像模块上，并与所述显像板相连接；

处理模块，其分别与所述放射模块、所述显像模块、所述第一图像采集器和所述第二图像采集器信号连接；

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)；

所述第一图像采集器和所述第二图像采集器分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到所述处理模块中；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块及所述显像模块运动，令所述放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令所述显像板的几何中心与待测目标点对齐。

2.根据权利要求1所述船体探伤***，其特征在于，所述第一图像采集器的中心与所述放射源的中心在x向上对齐，所述第二图像采集器的中心与所述显像板的几何中心在x向上对齐；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述放射模块运动，令所述放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合包括：

根据成像要求，将放射模块移动至船体待测目标点的一定间距处；

根据待测目标点的空间坐标，通过第一升降调节机构调节放射源至对应高度，令待测目标点出现在第一图像采集器的成像画面中；

第一图像采集器对待测目标点成像并输入到所述处理模块中，所述处理模块提取成像图像中的待测目标点，获得待测目标点在成像图像中的点位坐标，记为第一目标点坐标(x_i1,y_i1)，所述处理模块获取成像图像的中心点坐标，记为第一中心点坐标(x_c1,y_c1)，所述处理模块根据所述第一目标点坐标与所述第一中心点坐标在x向上的差值控制所述放射模块在x向上移动，令所述第一图像采集器的中心在x向上与待测目标点对齐，进而使所述放射源的中心在x向上与待测目标点对齐；

所述处理模块根据待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r，获得所述放射源的高度h及俯仰角θ，并根据所得的高度h及俯仰角θ调节所述第一升降调节机构和第一俯仰角调节机构，将所述放射源的姿态调节至满足所得的高度h及俯仰角θ。

3.根据权利要求2所述船体探伤***，其特征在于，所述处理模块根据待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r，获得所述放射源的高度h及俯仰角θ包括：

收集多组样本数据，所述样本数据包括在相同空间直角坐标系下，放射源在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源与放射面的几何中心之间的直线间距、船体成像部位的平整度参数、放射源的高度及俯仰角；

构建一个多层感知器回归模型，将所述样本数据作为多层感知器回归模型的训练数据，训练获得以放射源在船体表面的放射面的几何中心坐标、放射源与放射面的几何中心之间的直线间距以及船体成像部位的平整度参数作为输入，以放射源的高度及俯仰角作为输出的多层感知器回归模型；

将待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)、放射源与待测目标点的直线间距l、以及船体待测部位的平整度参数r输入到所得多层感知器回归模型中，获得对应的放射源的高度h及俯仰角θ。

4.根据权利要求2或3所述船体探伤***，其特征在于，在获得放射源的高度h及俯仰角θ后进行模拟放射仿真，在模拟放射仿真模型中标注待测目标点的空间坐标(x₁,y₁,z₁)，并以放射面的几何中心作为模拟放射点，判断所述模拟放射点与空间坐标(x₁,y₁,z₁)之间的距离差是否满足小于等于预设的阈值，若是则控制放射源按所得的高度h及俯仰角θ运动，若否则发出人为干预提示。

5.根据权利要求2所述船体探伤***，其特征在于，所述处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制所述显像模块运动，令所述显像板的几何中心与待测目标点对齐包括：

根据成像要求，将显像模块移动至船体待测目标点的一定间距处；

根据待测目标点的空间坐标，通过第二升降调节机构调节显像板至对应高度，令待测目标点出现在第二图像采集器的成像画面中；

第二图像采集器对待测目标点成像并输入到所述处理模块中，所述处理模块提取成像图像中的待测目标点，获得待测目标点在成像图像中的点位坐标，记为第二目标点坐标(x_i2,y_i2)，所述处理模块获取成像图像的中心点坐标，记为第二中心点坐标(x_c2,y_c2)，所述处理模块根据所述第二目标点坐标与所述第二中心点坐标在x向及y向上的差值控制所述显像模块移动，使所述显像板的几何中心与待测目标点对齐。

6.根据权利要求1所述船体探伤***，其特征在于，所述放射模块包括第一底架以及设置在所述第一底架底部的第一行走轮，所述第一升降调节机构包括与所述放射源联动的第一升降电机，所述第一俯仰角调节机构包括与所述放射源联动的第一旋转电机。

7.根据权利要求1所述船体探伤***，其特征在于，所述显像模块包括第二底架以及设置在所述第二底架底部的第二行走轮，所述第二升降调节机构包括与所述显像板联动的第二升降电机，所述第二俯仰角调节机构包括与所述显像板联动的第二旋转电机。

8.一种船体探伤方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的船体探伤***中，其特征在于，包括以下步骤：

定义空间直角坐标系，以平行于待测目标点所在表面的方向为x向，水平面上垂直于x向的方向为y向，船体的高度方向为z向,获取待测目标点在空间直角坐标系中的空间坐标(x₁,y₁,z₁)；

第一图像采集器和第二图像采集器分别采集船体待测部位内外两面的图像输入到处理模块中；

处理模块根据待测目标点的空间坐标及所采集的待测部位图像，控制放射模块及显像模块运动，令放射源在船体表面的放射面的几何中心与待测目标点重合，且令显像板的几何中心与待测目标点对齐。