Методика оценки степени разрушения резинотехнических изделий с использованием алгоритмов машинного зрения
Автор: Хвостов А.А., Скляревский Д.В., Никитченко А.А.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Информационные технологии, моделирование и управление
Статья в выпуске: 2 (64), 2015 года.
Бесплатный доступ
Для контроля технического состояния резинотехнических изделий (РТИ) существенное значение имеет усовершенствование методов видеометрического анализа степени разрушения и старения резины в агрессивной среде. Основным фактором, определяющим степень разрушения резинового изделия, является степень покрытия его трещинами, которая характеризуется количеством, суммарной площадью, периметром трещин, геометрической формой и рядом других параметров. В процессе создания методики оценки степени разрушения РТИ возникает задача разработки алгоритма машинного зрения для оценки степени покрытия образца трещинами, а также определения характеристик разрушения. Для разработки алгоритма обработки изображений проведен ряд экспериментальных исследований по искусственному состариванию ряда образцов изделий, изготовленных из различных резин. В ходе экспериментов была получена серия снимков ряда образцов вулканизатов в реальном времени. Для достижения поставленных целей изначально производится стабилизация освещенности полученного массива изображений с использованием фильтра Гаусса. После этого для каждого изображения применяется операция бинаризации. Для выделения контуров поверхностных повреждений образца применяется алгоритм Кэнни. Обнаруженные контуры преобразуются в массив точек. Однако одна трещина может быть выделена как несколько контуров. Поэтому был разработан алгоритм объединения контуров по критерию минимума расстояния между ними. В конце производится расчёт морфологических признаков каждого контура (площадь, периметр, длина, ширина, угол наклона, фрактальная размерность Минковского). Приводятся графики полученных с помощью методики параметров разрушения образцов РТИ. Разработанная методика позволяет автоматизировать оценку степени старения РТИ в телеметрических системах, исследовать динамику процесса старения полимеров, получать исходную информацию для математического моделирования процессов старения полимеров, прогнозировать изменение состояния РТИ с течением времени.
Резнинотехнические изделия, машинное зрение, алгоритм, методика, климатическая камера
Короткий адрес: https://sciup.org/14040440
IDR: 14040440 | УДК: 004.932.2
Methods of assessing the degree of destruction of rubber products using computer vision algorithms
For technical inspection of rubber products are essential methods of improving video scopes analyzing the degree of destruction and aging of rubber in an aggressive environment. The main factor determining the degree of destruction of the rubber product, the degree of coverage is cracked, which can be described as the amount of the total area, perimeter cracks, geometric shapes and other parameters. In the process of creating a methodology for assessing the degree of destruction of rubber products arises the problem of the development of machine vision algorithm for estimating the degree of coverage of the sample fractures and fracture characterization. For the development of image processing algorithm performed experimental studies on the artificial aging of several samples of products that are made from different rubbers. In the course of the experiments it was obtained several samples of shots vulcanizates in real time. To achieve the goals initially made light stabilization of array images using Gaussian filter. Thereafter, for each image binarization operation is applied. To highlight the contours of the surface damage of the sample is used Canny algorithm. The detected contours are converted into an array of pixels. However, a crack may be allocated to several contours. Therefore, an algorithm was developed by combining contours criterion of minimum distance between them. At the end of the calculation is made of the morphological features of each contour (area, perimeter, length, width, angle of inclination, the At the end of the calculation is made of the morphological features of each contour (area, perimeter, length, width, angle of inclination, the Minkowski dimension). Show schedule obtained by the method parameters destruction of samples of rubber products. The developed method allows you to automate assessment of the degree of aging of rubber products in telemetry systems, to study the dynamics of the aging process of polymers to obtain initial information for mathematical modeling of aging processes of polymers, to predict changes in the state of rubber products over time.
Список литературы Методика оценки степени разрушения резинотехнических изделий с использованием алгоритмов машинного зрения
- Li L., Sun L., Ning G., Tan S. Automatic pavement crack recognition based on BP neural network//Promet -Traffic&Transportation. 2014. V. 26. № 1. P. 11-22.
- Broberg P., Runnemalm A. Detection of Surface Cracks in Welds using Active Thermography//18th World Conference on Nondestructive Testing, Durban, South Africa. 2012. P. 16-20.
- Boonprakong P., Chamnongthai K. Bark Rubber Tree Crack Detection and Classification using Fractal Dimension//Proceedings of the 7th WSEAS International Conference on Robotics, Control & Manufacturing Technology, Hangzhou, China, April 15-17. 2007. P. 229-232.
- Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. М.: Техносфера, 2006. 620 с.
- Bradsky G., Kaehler A. Learning OpenCV. O’Reilly, 2008. 580 p.
- OpenCV 2.4.11.0 documentation . Режим доступа: http://docs.opencv.org/.
- Шуплецов Ю.В., Ампилова Н.Б. Алгоритм вычисления размерности Минковского для полутоновых изображений//Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2014. № 165. С. 99-106.
