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飞机板件裂纹检测算法研究及其系统设计

作　者: 胡建林
导　师: 郭立民
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 疲劳试验 裂纹检测 阈值分割 SIFT算法 帧间差分
分类号: V216.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要


飞机板件疲劳试验对飞机结构设计具有非常重要的意义。飞机板件疲劳试验能够为飞机结构设计方案的详细设计提供测试数据。同时飞机板件疲劳试验也能够对关键结构件的结构材料性能进行测试，为关键结构件的结构设计和材料选择提供方案验证。目前在飞机板件疲劳试验中，我国飞机板件裂纹扩展检测主要采用目视由人工记录检测的方法，至今还没有智能化技术对飞机板件裂纹进行自动化检测。本文设计研发了飞机板件裂纹检测监测软件系统，该系统由飞机板件裂纹检测平台和飞机板件裂纹监测交流平台组成。本文简要概述了飞机板件裂纹监测交流平台的系统设计，重点研究了飞机板件裂纹检测平台的算法实现。本系统在对飞机板件裂纹图像进行直方图均衡后，采用迭代自适应阈值分割算法对飞机板件裂纹图像进行阈值分割。然后使用基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform，尺度不变特征转换)算法的帧间差分图像的阈值分割结果与迭代自适应阈值分割二值图像进行融合，以改善裂纹识别效果。最后采用广度优先遍历算法在二值裂纹图像中提取并计算裂纹长度。在识别出裂纹长度后，系统会将提取出的裂纹长度相关信息存储到数据库中。飞机板件裂纹监测交流平台由客户端、控制端和服务端组成。飞机板件裂纹监测交流平台实现了信息交流与裂纹监测的功能。板件设计人员与试验人员可以通过此交流平台进行图文交流，同时也可以通过此平台远程查看了解飞机板件疲劳试验的试验情况和裂纹检测平台的运行情况。管理员也可以通过此平台进行文件和相关信息的发布。飞机板件裂纹检测平台是采用Visual C++开发的软件系统，数据存储采用SQL2000数据库。飞机板件裂纹监测交流平台采用Visual Basic开发，数据存储采用MicrosoftOffice Access2003。本文使用现场采集的裂纹图像数据对本系统进行测试分析，实验结果验证了本系统能够对飞机板件裂纹进行监控和识别。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题研究背景、意义和来源  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本文主要工作及安排  12-14
第2章 飞机板件裂纹检测监测系统  14-27
  2.1 飞机板件裂纹监测交流平台  15-20
    2.1.1 平台模型  15-16
    2.1.2 系统功能描述  16
    2.1.3 系统功能模块设计  16-18
    2.1.4 数据库设计  18-20
  2.2 飞机板件裂纹检测平台  20-25
    2.2.1 平台模型  20-21
    2.2.2 裂纹图像采集模块设计  21-22
    2.2.3 裂纹图像处理模块设计  22-24
    2.2.4 数据库设计  24-25
  2.3 本章小结  25-27
第3章 飞机板件裂纹的图像预处理  27-38
  3.1 图像直方图均衡化  27-28
  3.2 图像区域设置  28-29
  3.3 阈值分割  29-32
    3.3.1 迭代式自适应阈值分割算法  29-32
  3.4 数学形态学处理  32-34
  3.5 图像匹配  34-37
    3.5.1 图像匹配常用算法  34-35
    3.5.2 飞机板件裂纹匹配  35
    3.5.3 模板生成与更新  35-37
  3.6 本章小结  37-38
第4章 飞机板件裂纹跟踪及提取  38-55
  4.1 SIFT 算法介绍  38-40
  4.2 基于 SIFT 的目标跟踪与帧间差分运算  40-49
    4.2.1 基于 SIFT 的目标跟踪实验  41-47
    4.2.2 基于 SIFT 算法的帧间差分运算  47-49
  4.3 裂纹检测  49-54
    4.3.1 广度优先遍历算法  49
    4.3.2 裂纹查找  49-52
    4.3.3 裂纹的尺度标定和长度计算  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 系统联调与测试  55-71
  5.1 系统测试与分析  55-65
    5.1.1 裂纹检测与分析  59-65
  5.2 飞机板件裂纹检测平台与飞机板件裂纹监测交流平台联调  65-69
    5.2.1 飞机板件裂纹监测交流平台客户端  65-67
    5.2.2 飞机板件裂纹监测交流平台控制端  67-68
    5.2.3 飞机板件裂纹监测交流平台与裂纹检测平台交互  68-69
  5.3 本章小结  69-71
结论  71-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-77
致谢  77

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 基础理论及试验 > 航空器地面试验 > 疲劳试验
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