1.一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:包括图像采集模块、图像预处理模块、模型训练与部署模块、缺陷检测评估模块和持续优化模块;
所述图像采集模块用于实时采集和上传焊缝图像;通过安装工业相机实时采集焊缝图像,并将焊缝图像数据通过网络上传至云端服务器;
所述图像预处理模块用于对图像进行处理和评估;所述图像预处理模块对上传的焊缝图像进行归一化、尺寸调整、去噪和数据增强处理,同时采集焊缝图像的属性参数,构建并提取图像属性数据集,计算获得图像属性指数Txsx,并对图像属性指数Txsx进行评估,最后去除重复图片;
所述模型训练与部署模块用于选择并训练卷积神经网络模型,验证并部署模型;将预处理后的焊缝图像分为训练集、验证集和测试集,再选择卷积神经网络模型,使用云计算平台进行模型训练,再对模型进行验证,最后将训练好的模型部署在云计算平台上,配置API接口,后续调用于缺陷检测评估模块;
所述缺陷检测评估模块用于对焊缝进行检测和评估;将焊缝图像输入到模型中,进行缺陷检测,通过模型输出焊缝缺陷,并采集焊缝缺陷,构建缺陷数据集;提取缺陷数据集计算获得焊缝缺陷指数Hqxs并进行评估;
所述持续优化模块用于收集检测结果,进行模型再训练,持续监控和优化系统性能;根据缺陷检测评估模块的评估结果,以及其他反馈数据,建立优化数据集,并实时更新;使用优化数据集对模型进行再训练,持续优化模型的检测能力。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述图像采集模块通过使用配有防尘和防震措施的高帧率工业相机,将工业相机部署在焊接设备附近,捕捉焊缝图像,同时在拍摄时控制工业相机的拍摄参数,包括曝光时间、增益和白平衡;再将采集到的焊缝图像数据通过无线网络上传至云端服务器。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述图像预处理模块包括处理单元、第一采集单元、第一计算评估单元和去除单元;所述处理单元将焊缝图像归一化处理,再调整焊缝图像尺寸,使其符合卷积神经网络模型的输入要求;最后使用图像滤波技术对焊缝图像去噪,再对焊缝图像进行数据增强处理;所述第一采集单元用于采集每张焊缝图像的分辨率Fbl、纹理特征指数Wlz、边缘特征指数Byz和颜色特征指数Yst,构建图像属性数据集;
纹理特征指数Wlz表示焊缝图像表面的视觉模式和结构;边缘特征指数Byz表示焊缝图像中物体的轮廓和边界;颜色特征指数Yst表示焊缝图像中不同颜色的分布和统计信息;且纹理特征指数Wlz、边缘特征指数Byz和颜色特征指数Yst均通过图像处理软件计算获取;分辨率Fbl表示图像的像素数量,直接读取焊缝图像的源数据获取。
4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述第一计算评估单元用于提取图像属性数据集中的分辨率Fbl、纹理特征指数Wlz、边缘特征指数Byz和颜色特征指数Yst,经过无量纲处理后,通过以下公式计算获得图像属性指数Txsx:式中,A表示为图像的像素总数;
所述计算评估单元通过预设属性阈值X与图像属性指数Txsx对比,生成以下结果:
若属性阈值X<图像属性指数Txsx,则表示当前焊缝图像的属性符合焊缝图像检测要求,此时生成第一结果,并将当前图片保留,应用于模型检测当中;
若属性阈值X≥图像属性指数Txsx,则表示当前焊缝图像的属性不符合焊缝图像检测要求,当前焊缝图像无法用于焊缝的缺陷检测,此时生成第二结果,并将当前图片去除。
5.根据权利要求3所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述去除单元通过哈希算法,对保留下的图片进行去重处理;通过哈希算法对保留下来的图像两两计算,计算图像之间的结构相似值,再去除结构相似值大于阈值的相似图像,将去重后的图像保存,上传至云计算平台,便于后续的缺陷计算。
6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述模型训练与部署模块包括模型训练单元和模型部署单元,所述模型训练单元将预处理后的焊缝图像依据7:2:1的比例划分为训练集、验证集和测试集,根据焊缝图像的特征选择卷积神经网络模型,并配置训练模型的参数;通过训练集进行模型训练,再结合验证集监控模型性能,最后利用测试机评估训练完成后的模型性能;最后保存训练好的模型,使用云计算平台部署模型,配置模型服务的访问接口。
7.根据权利要求1所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述缺陷检测评估模块包括输入检测单元、第二采集单元和第二计算评估单元;所述输入检测单元从云计算平台中读取焊缝图像,并传入模型中进行推理;所述第二采集单元基于推理结果采集焊缝缺陷的表面缺陷体积Btj、边缘缺陷体积Bytj,凹陷深度Asd和热影响区域面积Rmj,同时构建缺陷数据集;
所述表面缺陷体积Btj通过模型输出焊缝裂纹面积Hlw、焊缝气孔面积Hqk和焊缝未熔合面积Hwrh计算获得,具体计算公式为:边缘缺陷面积Bytj表示焊缝边缘区域的缺陷面积,通过将焊缝图像转换为灰度图检测分析获得;
凹陷面积Asd表示焊缝表面凹陷区域的面积,通过激光扫描分析获得;
热影响区域面积Rmj表示焊接过程中受热影响的区域面积,通过热成像设备获取焊缝及周围的热成像图,并分析图中热影响区域的像素数获得。
8.根据权利要求7所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述第二计算评估单元通过提取缺陷数据集中的表面缺陷体积Btj、边缘缺陷面积Bytj,凹陷面积Asd和热影响区域面积Rmj,进行无量纲处理后,通过以下公式计算获得焊缝缺陷指数Hqxs:式中,A表示为第一修正常数;
所述第二计算评估单元通过预设缺陷阈值Y与焊缝缺陷指数Hqxs进行对比,得出以下缺陷等级:
若缺陷阈值Y>焊缝缺陷指数Hqxs,则表示当前焊缝存在轻微缺陷或无缺陷,此时评为A级缺陷,并根据缺陷情况做出相应的补救措施;
若缺陷阈值Y≤焊缝缺陷指数Hqxs,则表示当前焊缝存在严重缺陷,此时评为B级缺陷,并进行缺陷细化评估,具体评估方案为:将表面缺陷体积Btj、边缘缺陷面积Bytj,凹陷面积Asd和热影响区域面积Rmj归一化处理后,由高到低进行排序,找出造成焊缝缺陷的首要原因,再依据缺陷顺序,对每一个缺陷进行补救。
9.根据权利要求1所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:所述持续优化模块基于优化数据集对现有模型再训练,并实时更新优化数据集,通过不断地再训练和优化,更新模型的参数和结构,逐步提升模型的缺陷检测能力,同时持续监控系统性能,通过反馈循环,不断改进模型和系统性能。
10.一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测方法,应用于权利要求1~9任一项所述的一种基于云计算的焊缝缺陷智能检测系统,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:通过图像采集模块实时采集和上传焊缝图像;通过安装工业相机实时采集焊缝图像,并将焊缝图像数据通过网络上传至云端服务器;
步骤二:通过图像预处理模块对图像进行处理和评估;所述图像预处理模块对上传的焊缝图像进行归一化、尺寸调整、去噪和数据增强处理,同时采集焊缝图像的属性参数,构建并提取图像属性数据集,计算获得图像属性指数Txsx,并对图像属性指数Txsx进行评估,最后去除重复图片;
步骤三:通过模型训练与部署模块,选择并训练卷积神经网络模型,验证并部署模型;将预处理后的焊缝图像分为训练集、验证集和测试集,再选择卷积神经网络模型,使用云计算平台进行模型训练,再对模型进行验证,最后将训练好的模型部署在云计算平台上,配置API接口,后续调用于缺陷检测评估模块;
步骤四:通过缺陷检测评估模块对焊缝进行检测和评估;将焊缝图像输入到模型中,进行缺陷检测,通过模型输出焊缝缺陷,并采集焊缝缺陷,构建缺陷数据集;提取缺陷数据集计算获得焊缝缺陷指数Hqxs并进行评估;
步骤五:通过持续优化模块收集检测结果,进行模型再训练,持续监控和优化系统性能;根据缺陷检测评估模块的评估结果,以及其他反馈数据,建立优化数据集,并实时更新;使用优化数据集对模型进行再训练,持续优化模型的检测能力。