[发明专利]大尺寸不规则样品表面扫描区域识别及扫描路径确定方法

权利要求书

1.一种大尺寸不规则样品表面扫描区域识别及扫描路径确定方法，该样品具有待测平面，该待测平面有不规则的内部空洞和/或外轮廓，样品采用具有水平面移动工作台的扫描装置进行扫描，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、扫描装置设置及待测样品表面加工：

在水平面移动工作台上设置用于承载大尺寸待测金属材料待测样品的标准尺寸网格盘(4)，在Z轴(2)上安装图像采集处理模块(5)；其中，所述图像采集处理模块(5)包括图像采集照相机，所述标准尺寸网格盘(4)中单一网格均为标准正方形，每个正方形实际边长L₁均为固定值，单位为mm；通过加工系统(3)在样品上加工出待测平面；

S2、获取待测样品图像：

控制X、Y轴将加工后的待测样品移动至图像采集处理模块(5)的图像采集照相机的镜头的正下方，通过Z轴(2)调整图像采集处理模块(5)的高度，使图像采集处理模块(5)的图像采集照相机的镜头聚焦待测样品，获取含有标准化网格背景的待测样品图像；

S3、建立样品图像尺寸与实际尺寸对应的数学模型

根据待测样品图像信息计算待测样品实际长度，从而建立待测样品实际尺寸与待测样品图像内样品图像尺寸一一对应的数学模型；

S4、分割待测样品区域和背景：

采用如下掩膜算法：在步骤S2采集到的待测样品图像中，创建一个或多个矩形区域掩膜，得到矩形内部区域的图像信息，即矩形内部区域为需要识别的样品图像信息，矩形外部区域全为背景信息；采用高斯混合模型方式，针对矩形内外区域，分别建立带有参数的前景高斯混合模型和背景高斯混合模型，完成待测样品图像中待测样品区域和背景的分割；

S5、扫描区域识别：

将分割后的待测样品图像中的待测样品区域的若干轮廓均描绘出来，采用序列排序算法，将所有轮廓按面积取值进行大小排序，最终取面积最大的轮廓为大尺寸样品的图像轮廓；根据步骤S3建立待测样品实际尺寸与待测样品图像内样品图像尺寸一一对应的数学模型计算，结合大尺寸金属构件偏析度分析仪所要求预留的长度和宽度，获得待测样品可扫描区域；

S6、确定扫描路径：

根据轮廓提取算法，在待测平面的可扫描区域内，获得每一行/列的一个或多个起始坐标和一个或多个终点坐标，进而获得待测样品的每行/列扫描路径。

2.根据权利要求1所述的大尺寸不规则样品表面扫描区域识别及扫描路径确定方法，其特征在于，所述图像采集照相机为数码相机。

3.根据权利要求1所述的大尺寸不规则样品表面扫描区域识别及扫描路径确定方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据标准尺寸网格盘(4)的正方形实际边长L₁与待测样品图像中待测样品的边缘轮廓临近处的标准尺寸网格盘4的正方形图像边长L₁’以及待测样品图像中的样品图像长度L’，与近似实际的样品近似长度L_S’的关联关系，建立等比例关系式L_S’/L’＝L₁/L₁’，样品近似长度L_S’计算公式为L_S’＝L’(L₁/L₁’)；

然后，根据待测样品厚度h₁、图像采集照相机的镜头与标准尺寸网格盘(4)之间的聚焦高度h和样品近似长度L_S’，采用相似比例算法，建立相似比例数学模型，从而推导出待测样品图像中样品轮廓中样品实际长度L_S，L_S＝L_S’(h-h₁/h)，从而建立待测样品实际尺寸与待测样品图像内样品图像尺寸一一对应的数学模型；

其中：L₁、L_S、L_S’、h、h₁单位为mm，L’、L₁’单位为像素。