[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

说明书

本发明涉及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，包括：扫描装置设置及待测样品表面加工，采用图像采集处理模块获取待测样品图像，采集后的源图建立实物尺寸和图像之间的计算模型，通过多重数学模型的构建和算法的累积计算，实现自动识别样品轮廓以及外部不规则或内部空洞部分，结合扫描装置的参数要求，直接给出样品实际可扫描区域和每行或每列的扫描路径。本发明可通过智能识别样品，用于单火花光源扫描分析大于面积100mm×100mm的样品的偏析度表征前处理阶段。

技术领域

本发明属于材料偏析分析技术领域，特别涉及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。

背景技术

智能识别技术是信息时代的一门重要的技术，其目的是为了让计算机代替人工去处理大量的物理信息。智能识别大尺寸样品的区域轮廓，确定样品的可扫描区域及设计扫描路径对大尺寸金属构件偏析度分析仪具有重大意义。

以火花光源作为光谱激发源的大尺寸金属构件偏析度分析仪是解决大尺寸构件金属表面元素分布的重要手段，通过样品表面加工和成分分析共享精密样品移动台，人工确定激发初始位置和每行间距dmm的扫描路径，对大尺寸样品表面的元素偏析、疏松、夹杂表征分析。但是对于米级尺度样品的表面元素偏析度的分析，因为样品可能存在形状不规则，需要人工计算的扫描区域面积大，扫描路径复杂，导致米级尺度样品的每行或每列均需人工计算给出扫描路径(扫描的起点和终点)。例如对于一块中间存在不规则空洞样品，其空洞部分在分析过程中要避开，因此设计行扫描路径中，每行扫描可能有多个起点和终点，需要对每行的各段扫描起点和扫描终点一一确认，操作繁琐，耗时长。如何尽可能缩短扫描区域确认的时长，快速完成大尺寸样品的扫描区域的确认显得至关重要，所以目前迫切需要一种快速自动的样品表面智能识别可扫描区域和光谱扫描路径设计的方法来解决这一问题。

大尺寸样品因为尺寸比较大，可分析扫描面积占比也较大，所以需要自动智能识别样品边缘轮廓尺寸，内部有缺陷的样品还要识别内部缺陷边缘轮廓尺寸，精确确定可扫描区域，给出扫描范围，才能达到大尺寸样品偏析分析的前提。

除了需要自动快速确认和给出可扫描区域外，大尺寸样品分析还需要确定扫描路径。对于大尺寸构件偏析分析而言，大部分样品因为规整程度不一，存在很多不规则的样品，需要对每行或者每列的扫描路径作精确确认，同时也要给出具体扫描路径。扫描区域扫描路径确定通常人工实施，花费时间约2小时，大大降低了样品表面成分偏析的分析效率。因此迫切需要一种能够集自动智能识别扫描区域和路径设计于一体的技术方法，大幅度提高扫描分析效率，解决复杂繁琐的人工操作和用时较长的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种大尺寸不规则样品表面区域识别和扫描路径确定方法，用在一种表面扫描装置上，例如集自动智能识别扫描区域和路径设计于一体的大尺寸金属构件偏析度分析仪，实现对于不规则样品的扫描分析。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

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，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：