全息检测复合材料脱粘缺陷的形貌可视化构建

论文摘要

激光全息检测技术通过条纹的畸变来反映被检测试件是否有缺陷，具有灵敏度高、检测速度快、非接触、无需耦合剂等优点，在无损检测领域内得到越来越广泛的应用。但当需要再现全息图像时，需要激光器等器材，不能对全息图像进行随时随地的评定。应用CCD技术对再现后的全息图像进行保存和传送，虽能实现缺陷的定性评估，但再现后的缺陷图像不够直观，只有专业人员才能理解。针对以上情况，本文通过对全息图像进行处理，提取出相应的缺陷特征参数，构建出加载情况下的缺陷外部形貌，实现了缺陷的可视化，提升了激光检测复合材料脱粘缺陷的工程应用价值。全息检测缺陷形貌可视化构建包括缺陷位置的确定、缺陷大小的计算、缺陷离面位移的评估和缺陷三维图形的构建方法研究。本文把CCD采集到的双曝光法激光全息检测图像存储于计算机中，对采集的数字图像执行骨架提取、条纹生长合并和去除条纹上的毛刺的预处理后，合理地选取参考点来推导出缺陷位置，根据图像预处理的结果，用统计缺陷像素数目来计算缺陷面积的大小，由明暗条纹数推导出缺陷的离面位移。通过搜索像素点的方法确定缺陷区域一组基本点的离面位移，再经缺陷条纹方程拟合，实现了缺陷加载状态下的形貌的可视化构建。实验结果表明，这种方法能够方便快捷的实现缺陷的定性评估，是一项很有意义的研究工作。在本文的结尾对本次课题工作的优缺点进行阐述，并对全息图像可视化构建进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 激光无损检测的国内外发展现状
• 1.2.1 国内研究发展
• 1.2.2 国外发展现状
• 1.2.3 激光无损检测发展的趋势
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文结构安排及各章内容
• 第2章 全息图像的获取
• 2.1 双曝光全息干涉技术
• 2.2 双曝光法测量缺陷离面位移
• 2.3 激光全息干涉实验光路图
• 2.4 全息图像的获取
• 2.4.1 全息图像再现光路图
• 2.4.2 CCD 获取再现的全息图
• 2.5 本章小结
• 第3章 图像预处理
• 3.1 matlab 软件介绍
• 3.2 应用 matlab 对全息图像处理
• 3.2.1 图像灰度转换
• 3.2.2 图像灰度修正
• 3.2.3 图像增强
• 3.2.4 图像去噪
• 3.2.5 特定区域操作
• 3.2.6 图像分割
• 3.2.7 区域生长和分裂合并
• 3.2.8 图像骨架提取
• 3.2.9 图像缺陷特征提取
• 3.3 本章小结
• 第4章 可视化构建的主要工作
• 4.1 面积的描述和计算
• 4.2 全息图像特征提取
• 4.3 干涉条纹的生长合并
• 4.4 条纹明暗级数的确定
• 4.5 条纹曲线方程的拟合
• 4.6 可视化构建的方法
• 第5章 全息缺陷图像的可视化构建
• 5.1 全息干涉图灰度转换
• 5.2 全息干涉条纹骨架的提取
• 5.3 对缺陷区域进行填充
• 5.4 缺陷位置和面积的计算
• 5.4.1 缺陷面积的计算
• 5.4.2 截图坐标系和被检试件坐标系的转换
• 5.4.3 缺陷位置的计算
• 5.5 全息图像条纹级数和方程的确定
• 5.5.1 全息干涉条纹级数的确定
• 5.5.2 拟合缺陷条纹方程
• 5.6 缺陷全息图像离面位移的计算
• 5.7 全息干涉条纹缺陷的构建
• 5.7.1 搜索构建图
• 5.7.2 三维离散点的拟合
• 第6章 总结和展望
• 6.1 本文总结及创新点
• 6.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢