[发明专利]单目视觉三维超声无损检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种单目视觉三维超声无损检测系统，其特征在于，包括单目视觉测量系统、超声相控阵探头反射目标和超声无损检测系统组成，单目视觉测量系统由相机支架和CCD高速摄像机组成；所述超声相控阵探头反射目标为超声常规相控阵探头反射目标，超声常规相控阵探头反射目标包括超高亮度发光二极管式光笔、常规探头光笔连接架、超声64晶片常规相控阵无损检测探头、超声探头楔块、一号位置编码器；超高亮度发光二极管式光笔固定在常规探头光笔连接架一端，常规探头光笔连接架另一端与超声探头楔块连接固定，超声64晶片常规相控阵无损检测探头在常规探头光笔连接架与超声探头楔块的预紧力下固定，一号位置编码器安装在超声探头楔块侧面；超声无损检测系统由高级涡流、超声相控阵主机系统和处理系统工作站组成；CCD高速摄像机固定在相机支架上且CCD高速摄像机与处理系统工作站通过数据线连接，CCD高速摄像机实时获取超声常规相控阵探头反射目标与被测工件之间的位置关系，将检测到的位置信息一一对应至工件结构的设计理论数模下，将检测结果传输至工作站中；高级涡流、超声相控阵主机系统与超声常规相控阵探头反射目标通过数据传输线连接，实时显示超声检测结果；高级涡流、超声相控阵主机系统通过网线与处理系统工作站连接，实现实时传输数据的功能；在测量完成后，在超声检测结果中选择有效的检测图像结果一一还原至工件的理论三维数模下，进行数据拼接，实现基于工件数模的超声无损检测数据三维可视化。

2.如权利要求1所述的一种单目视觉三维超声无损检测系统，其特征在于，所述超声相控阵探头反射目标为超声轮式相控阵探头反射目标；超声轮式相控阵探头反射目标包括高反射目标标识点式光笔、激光导向装置、步进点击器按钮、轮式探头手柄、二号位置编码器、编码器连接轮、透明轮胎材料滚轮及轮式探头光笔连接架；激光导向装置及步进点击器按钮均设置在轮式探头手柄前端，高反射目标标识点式光笔与轮式探头手柄通过轮式探头光笔连接架连接；透明轮胎材料滚轮及编码器连接轮均固定在支承架上，且保证编码器连接轮与透明轮胎材料滚轮均与被测工件接触，支承架与轮式探头手柄连接，位置编码器与编码器连接轮接触。

3.如权利要求1或2任意一项所述的一种单目视觉三维超声无损检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：安装CCD高速摄像机，将被测工件放置在CCD高速摄像机的视场范围内；

步骤二：将CCD高速摄像机与处理系统工作站通过数据线连接，高级涡流、超声相控阵主机系统与超声相控阵探头反射目标通过数据传输线连接，高级涡流、超声相控阵主机系统通过网线与处理系统工作站连接；

步骤三：分别启动接通高级涡流、超声相控阵主机系统和处理系统工作站；

步骤四：对超声相控阵探头反射目标中的光笔进行标定，得到光笔中反射点之间的位置关系；将光笔连接探针，对被测工件上的特征点进行检测，再通过特征点对齐至被测工件的理论数模下；

步骤五：将光笔与超声探头连接，安装超声相控阵探头反射目标，由CCD高速摄像机测得光笔上的目标反射点，进而超声探头测量被测工的准确位置信息；

步骤六：手持超声相控阵探头反射目标在被测工件上进行扫查测量测试和路径预设，确保手持超声相控阵探头反射目标在CCD高速摄像机内的可见度达到98％；

步骤七：按照预设路径对曲面被测工件进行扫查测量，检测结果上传至系统工作站中，同时，CCD高速摄像机实时测量光笔和被测工件之间的位置关系，并且传输至处理系统工作站中；

步骤八：处理系统工作站将无损检测结果还原至被测工件的理论数模下，将检测结果进行图像拼接，并且显示结果，实现基于三维理论数模的超声无损检测可视化。