轮胎X射线0号带束层接头检测定位量化算法的研究

轮胎成型过程中受设备及生产工艺等因素影响,因搭接量不同会造成0号带束层接头缺陷。根据轮胎X射线图像的纹理分布特点,以及缺陷区域的灰度分布特征,提出了轮胎X射线0号带束层接头检测定位量化算法。MATLAB的仿真分析表明,该算法能够准确对0号带束层接头缺陷进行定位,并量化接头大小,其误判率为3.4%,漏判率为2%。该算法克服了人工评定的不足,使评判过程更加科学化、客观化、规范化,缺陷检测结果满足工业要求,为后续的产品分级提供了技术及数据支持。     

轮胎X光0号带束层接头检测定位量化算法的研究

轮胎成型过程中受设备及生产工艺等因素影响,因搭接量不同会造成0号带束层接头缺陷。本论文根据轮胎X光图像的纹理分布特点以及缺陷区域的灰度分布特征提出了轮胎X光0号带束层接头检测定位量化算法。MATLAB的仿真分析表明,该算法能够准确对0号带束层接头缺陷进行定位并量化接头大小,其误判率为3.4%,漏判率为2%。该算法克服了人工评定的不足,使评判过程更加科学化、客观化、规范化,缺陷检测结果满足工业要求,为后续的产品分级提供了技术及数据支持。     

轮胎带束层接头缺陷在线检测研究

轮胎带束层在线贴合时,接头对接质量是影响轮胎安全性的关键因素,也是企业质量把控的关键环节。目前企业中对于带束层接头质量的检测方式主要是人工及少部分传统视觉检测,人工检测的评价结果受人的主观意识影响较大,导致误判率、错判率高,而传统视觉检测因为胎面粗糙度、接头缺陷性质等因素,容易出现误检率高、效率低等现象。为解决上述问题,提出一种基于机器视觉及线激光辅助的轮胎带束层接头缺陷在线检测技术,建立了一种将积分法初定位与斜率均值法精提取相结合的特征点提取方法,有效消除了带束层表面粗糙度对特征点提取精度的干扰;建立了精度校正模型,减少了伪特征点对测量精度的影响。最后通过实验验证了本文方法应用于带束层接头缺陷在线检测的有效性,实验结果表明所提方法的平均检测时间为3.35 s、误检率低于5%,相较于传统的检测方法具有更高的效率与准确率。     

基于深度学习网络U-Net的轮胎带束层分割算法研究

轮胎成型工艺中的带束层贴合情况影响成品轮胎的质量,而现有的带束层缺陷检测算法存在检测精度低,速度慢的缺点。为了快速精确的分割带束层,提出了一种基于U-Net的带束层分割算法。首先对带束层进行鼓面去除预处理,然后结合带束层区域的特点,对比基于数学形态学的传统图像分割方法与深度学习语义分割网络U-Net,对带束层进行分割。研究结果表明,两种方法都可以很好地标识带束层区域和背景区域,但U-Net稳定性更强,可以满足工程中精度与实时性的要求。     

微型CT中X射线散射影响

为了评估了小动物锥束微型计算机层析图像(micro-CT)中低能X射线散射的大小和对系统成像结果的影响,该文引入了散射率(scatter-to-pri mary ratio,SPR)的概念。采用主射线终止法计算X射线散射率大小,并利用外推拟合法估测直径为0 mm阻挡物的散射值。用铅板制成的狭缝改变系统成像的锥角大小,讨论了锥束micro-CT中锥角大小与散射率的关系。直径40 mm的均匀树脂模型用来模拟小鼠,当锥角分别为0.247°和5.67°时,X射线散射率分别为4.78%和27.58%。讨论了散射对重建图像均一度和对比度的影响。     

基于改进活动轮廓模型的焊接接头缺陷分割

针对焊接接头的X射线图像存在光照不均、对比度低、缺陷边缘模糊等特点,提出了一种改进活动轮廓模型的分割方法.在传统活动轮廓模型中,引入平均滑动直方图进行非参数概率密度估计,使模型的驱动按照梯度力和统计压力值进行,解决了初始化受限和对焊接接头缺陷边界难准确分割的问题.实验结果表明,应用本文所提改进算法,能够准确地从X射线图像中提取出焊接接头缺陷,图像分割精度得到显著提高.      

一种焊点缺陷检测方法的研究

利用基于X射线所采集的图像检测BGA器件焊点在PCB板上所存在的缺陷.介绍了采用基于X射线焊点图像的检测方法,讨论了缺陷检测算法的实现过程,提出了焊点粗糙度的概念和计算方法,最后给出了实验结果,结果表明提出的检测方法在BGA焊点的缺陷检测中是有效的.     

锥束射线倾斜扫描三维层析算法

对于板、壳构件的无损检测,提出一种锥束射线倾斜扫描数字层析方法.采用射线相对于构件长宽表面倾斜入射、构件绕旋转轴回转的扫描方式,以采集的二维数字投影序列重构出该扫描区域的断层图像,给出了锥束射线倾斜扫描二维投影数值模拟算法以及滤波反投影重建算法.该重建算法为FDK算法的推广,在倾斜角90°时,该算法即为FDK算法.实验结果表明,该方法能较好地解决该类结构的层析检测,但由于该重建方法属于不完全投影数据重建,存在着相邻层之间的图像“混迭”现象,使得厚度方向上的分辨力有所降低.     

带束层冠部钢丝排列角度对子午线轮胎力学特性的影响

利用ABAQUS软件建立子午线轮胎有限元仿真模型,分别对60°/-60°、68°/-68°、76°/-76°3种带束角的轮胎进行负载运动仿真。结果表明：轮胎所受侧向力随着带束角增大而增大,60°/-60°带束角轮胎侧向力是76°/-76°带束角轮胎侧向力的52%;轮胎所受的纵向力随着带束角增大而减小,60°/-60°带束角轮胎纵向力是76°/-76°带束角轮胎纵向力的118%;轮胎的动能随着带束角增大而增大,60°/-60°带束角轮胎动能是76°/-76°带束角轮胎动能的97%;轮胎的内能随着带束角增大而减小,60°/-60°带束角轮胎初始内能比76°/-76°带束角轮胎初始内能高123%。综合对比分析3种不同带束角对轮胎的影响,得到最优带束角为68°/-68°。     

子午线轮胎帘线受力特性的有限元分析

结合轮胎静力试验测试结果,利用ABAQUS软件建立195/65R15 91H子午线轮胎三维有限元模型,研究轮胎在不同工况下帘布层和带束层帘线的受力情况。结果表明:垂直载荷主要作用于接地影响区的带束层及帘布层帘线,当垂直静载荷过大时,会出现胎冠中部带束层帘线张力变为0甚至变成负值以及第二带束层帘线端部受拉力过大的不利情况;靠近侧向力加载端的帘线受力随侧向载荷增加而变小,远离加载端的帘线受力基本与侧向载荷无关;纵向力对帘线影响不明显,帘线受力随着纵向载荷增加而略有下降。     

轮胎带束层宽度和帘线角度对滚动阻力的影响

以子午线轮胎385/65R22.5为研究对象,借助ABAQUS软件模拟其稳态自由滚动工况,并计算其滚动阻力,数值计算与试验值间具有较好的一致性.在此基础上,利用正交试验对轮胎的带束层结构进行优化设计,得到优化后的参数配置;对比分析了轮胎受载后的胎体变形及其滚动一周不同部位的能量损失.结果表明:合理调整带束层宽度有利于控制胎体整体形变;带束层帘线角度的改变对胎面与带束层的受力分配起主要作用;合理改变带束层宽度和帘线角度可提升轮胎滚动阻力性能.     

锥束CT在铝镁合金铸件检测中的应用

传统的X射线检测在深度方向信息叠加无法对缺陷进行定位,断层CT能够对缺陷进行三维定位但易缺少层间信息,而锥束CT能够无损地获得被检测物体内部各向同性的高精度三维检测信息,可以在保证检测信息完整性的同时对缺陷进行三维空间准确定位,被广泛应用于无损检测领域.介绍了锥束CT的基本构成及优势,并展示了锥束CT在铝镁合金铸件检测中的实际应用.     

基于穿线法的轮胎胎侧帘线稀疏缺陷的检测

针对全钢子午线轮胎存在的胎侧帘线稀疏问题,提出一种基于穿线法的帘线稀疏缺陷检测方法,首先对轮胎X射线图像进行预处理,包括二值化、细化;然后在胎侧帘线细化后的图像中找到上、下2条边界线,在2条边界线内对胎侧区域从上往下进行穿线,得到穿线与帘线交点坐标,计算出每一列穿线的帘线间距,求出帘线的平均间距;最后,横向遍历帘线间距并与帘线标准阈值进行比较,进而检测出胎侧帘线稀疏缺陷。结果显示,通过对923幅轮胎胎侧图像进行帘线稀疏缺陷检测,准确率为99.64%,表明该方法可以有效地检测出胎侧帘线稀疏缺陷,并满足实时性要求。     

带束层角度对全钢子午线轮胎应力影响的有限元分析

考虑轮胎的几何非线性、橡胶材料的不可压缩性、帘线增强橡胶复合材料的各向异性以及轮胎接触非线性,建立了9.00R20规格全钢丝载重子午线轮胎的有限元分析模型,并分析了带束层角度对充气和垂直载荷两种工况下的带束层钢丝帘线第一主应力的影响;得出不同工况及不同角度改变方案下的带束层上最大应力节点的S₁变化趋势,可为实际工程提供理论指导。     

结合异常检测的X射线安检图像识别方法

针对Faster R-CNN模型对X射线安检图像中危险品检测准确率低、误检率高的问题,提出了一种前置预分类头部的X射线安检图像检测网络(pre-classification Faster R-CNN,PC-Faster R-CNN)。该模型在骨干网络之后,区域建议网络(Region Proposal Networks, RPN)之前新增一个预分类模块先对X射线安检图像进行异常检测,提高模型对正常图像的识别能力;同时引入兴趣区域对齐(RoIAlign)模块,减小兴趣区域池化层(RoIPooling)引起的量化误差,进而提升Faster R-CNN的检测性能。新模型将浅层卷积层的低级边缘特征输入到预分类模块,使其学习正常图像的高级语义特征,从而改善整个模型的识别性能。实验结果表明,与原始的Faster R-CNN相比,本文模型对危险品的检测精度提升了9.03%,误检率降低了24.03%;同时预分类头部使得模型较大地提高了检测效率,比原始的Faster R-CNN提升了44.54%。     

基于多尺度局部边缘保持滤波的X射线图像色调映射算法

为了使工业和医疗检测系统获取的高动态范围X射线图像显示于普通显示器并保留丰富的细节信息,提出了一种基于多尺度局部边缘保持(local edge-preserving,LEP)滤波的色调映射算法。原始图像通过LEP滤波器得到代表近似信息的基础层图像,并与基础层图像对应位置灰度值作差,得到代表细微边缘的细节层图像。对该基础层图像进行两次类似的分解后,原始图像被分解成一个基础层和三个细节层图像。各细节层图像的细节信息增强后与基础层图像融合,并通过直方图均衡化提高图像的对比度,得到保留了原始图像中丰富细节的低动态范围图像。实验结果表明,所提算法在结构保真度、自然度、图像质量评分的表现上都得到了较大改进,有效地优化了图像质量,提高了X射线检测系统的检测效率。     

基于深度学习的X射线焊缝缺陷识别

为了提高缺陷识别效率,提出利用基于深度学习网络进行焊缝缺陷识别。在分析X射线焊缝缺陷图像特征的基础上,构建一种基于模拟视觉感知原理的深度学习网络结构,并对卷积神经网络的卷积模板大小及层数进行了分析,对卷积神经网络隐藏层中2种不同的激活函数进行了实验验证,针对性地提出优化方法。该深度学习神经网络可以避免对焊缝缺陷图像特征的提取,直接判断疑似缺陷图像是否为缺陷。对580张图像进行了实验,结果表明,本文所提方法对SDR图像的识别准确率超过98%,优于传统方法。且所设计系统具有自动学习X射线焊缝缺陷图像中复杂的深度特征的特点,实用性较强。     

X射线焊缝缺陷图像字典矩阵构建及求解算法

对埋弧焊X射线焊缝图像圆形、线形缺陷和噪声图像进行分析。以构建基于稀疏描述的模式识别字典矩阵为目标,通过分析各类X射线焊缝图像的相关性曲线,明确了稀疏描述技术中字典矩阵图像数量范围,提出一种适合于X射线焊缝图像识别的字典矩阵构建数学模型,并提出利用Hopfield神经网络求解该模型。给出了神经网络的能量函数及对应的求解方法。通过实例构建了X射线焊缝图像字典矩阵,并利用该字典矩阵进行了模式识别实验。实验表明,本文所提方法构建的字典矩阵具有较好的鲁棒性,圆形缺陷识别成功率可达97.5%,线形缺陷识别成功率可达97.0%。     

基于穿线法的胎侧散线缺陷检测

针对轮胎内部胎侧出现的散线缺陷,提出一种基于穿线法的胎侧散线缺陷检测方法;该方法利用大津法和快速并行细化算法对X射线轮胎图像分别进行二值化、细化等预处理,以利于观察轮胎帘线信息;根据细化后胎侧的帘线确定上、下2条边界线,并在2条边界线内以一定步长进行穿线,进而统计穿线与帘线之间交点总个数以及每条穿线上交点的平均个数、相邻交点疏密情况;通过每条穿线上的交点个数与之前所求平均个数进行比较,结合相邻交点的疏密情况、有无交叉点,进而判断是否存在散线缺陷;对1 000幅包含有人为添加不同弯曲程度、斜率走向的散线细化图片和168张实际的X射线轮胎图片分别进行缺陷检测。结果表明,该方法可以有效地检测出胎侧部位的散线缺陷并标记其所在区域。     

热输入对马氏体不锈钢焊接接头变形及强度的影响

分别采用氩弧焊、微束等离子弧焊和激光焊3种方法对2 mm厚的0Cr11Ni2Mo VNb马氏体不锈钢板进行了对接焊,利用计算机有限元软件对3种焊接方法的接头变形情况进行了仿真,并对接头进行了拉伸试验,测试了接头的抗拉强度和延伸率。结果表明:焊接接头变形由大到小的顺序为:氩弧焊、微束等离子弧焊、激光焊,其中激光焊接角变形量最小为0.8°,而氩弧焊的变形量相对较大达到了6.1°。微束等离子弧焊接接头抗拉强度最高为902 MPa,氩弧焊接头最低为854 MPa,微束等离子弧焊接接头延伸率最高为10.1%,氩弧焊接头最低为8.1%。