1.建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、根据图像采集设备对目标建筑材料表面进行标准视角成像建立二维像素坐标系,对喷涂过程中目标建筑材料表面的表面温度及喷涂压力信息进行记录,构建目标建筑材料表面的二维实际粘结指数集;
S2、对二维实际粘结指数集进行特征提取,并结合统计学求均值算法,分析目标建筑材料表面的涂料整体粘结效果,以识别出当前目标建筑材料为合格粘结材料,并发出表面质量分析指令;
S3、在接收到表面质量分析指令后,对合格粘结材料表面进行多角度照射,结合滑动窗口卷积采样机制,分析合格粘结材料表面中各个像素点在不同偏振角度下反射强度的整体偏离情况,以确定合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离程度;
S4、将合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离系数分别与预设的反射偏离阈值进行比对分析,识别出当前合格粘结材料为表面质量成品材料。
2.根据权利要求1所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S1具体步骤包括有:
S11、以待喷涂建筑材料的实际喷涂表面作为目标建筑材料表面,通过图像采集设备对目标建筑材料表面进行标准视角成像,经几何基准标定与校正后,建立目标建筑材料表面的二维像素坐标系;
S12、通过喷涂设备自带的数字式压力传感器实时记录喷涂过程中的输出压力值,以设定的时长t为采样周期,形成带有时间戳的压力数据,利用激光轨迹记录器采集喷枪在喷涂过程中各像素点的喷枪位置信息,根据压力数据的时间戳与喷枪位置信息进行同步匹配,将匹配后的压力数据通过插值算法投影至二维像素坐标系中,提取各个像素点的实际喷涂压力值;
S13、通过布设的红外热成像仪对目标建筑材料表面进行实时测温扫描,以非接触方式采集目标建筑材料表面的热辐射强度,输出分辨率与二维像素坐标系一致的二维温度分布图,结合图像配准机制,将二维温度分布图与二维像素坐标系进行几何校正,提取各个像素点的实际表面温度值。
3.根据权利要求2所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S14、根据材料类型及涂层规格,对实验数据库进行条件索引,获取标准喷涂压力值与标准表面温度值;
S15、基于提取的各个像素点的实际喷涂压力值与实际表面温度值,确定各个像素点的实际粘结系数,具体为:;式中,Bnj(x,y)表示对应像素点的实际粘结系数,T0表示标准表面温度值,Ts(x,y)表示对应像素点的实际表面温度值,P0表示标准喷涂压力值,Ps(x,y)表示对应像素点的实际喷涂压力值,(x,y)表示对应像素点的坐标位置;
S16、根据各个像素点的实际粘结系数,并结合各个像素点坐标位置,构建目标建筑材料表面的二维实际粘结指数集。
4.根据权利要求3所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S2具体步骤包括有:
S21、通过对二维实际粘结指数集进行特征提取,并结合统计学求均值算法,对目标建筑材料表面的涂料整体粘结效果进行分析,获取目标建筑材料表面的涂料整体粘结系数;
S22、根据目标建筑材料表面的涂料整体粘结系数的数值大小,判断当前喷涂过程的涂料整体粘结水平是否合格,并发出相应的表面质量分析指令,具体为:当目标建筑材料表面的涂料整体粘结系数等于一时,说明当前喷涂过程的涂料整体粘结水平合格,则将当前目标建筑材料识别为合格粘结材料,并发出表面质量分析指令;反之,说明当前喷涂过程的涂料整体粘结水平不合格,则将当前目标建筑材料识别为表面质量次品材料。
5.根据权利要求4所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S3具体步骤包括有:
S31、在接收到表面质量分析指令后,对合格粘结材料表面进行多角度照射,获取多角度偏振反射帧灰度图像,形成多角度反射向量,具体为:在接收到表面质量分析指令后,通过具备偏振角度调节功能的电控偏振LED阵列发出的反射光源,对合格粘结材料表面以30°、60°和90°的偏振角度进行照射,并使用高灵敏度CMOS图像传感器搭配偏振滤波器组进行同步采集各个偏振角度的反射帧图像,经灰度处理后,获取各个偏振角度的反射帧灰度图像;
利用图像标定板对各个偏振角度的反射帧灰度图像空间标定后,结合单应性矩阵模型,对各个偏振角度的反射帧灰度图像进行透视变换校正,将校正后的各个偏振角度的反射帧灰度图像配准到二维像素坐标系中;
基于图像采集设备的分辨率,对配准后的各个偏振角度的反射帧灰度图像按照成像分辨率进行划分,并通过图像灰度转换模型将各像素点的灰度值转换为对应像素点的反射强度值,构建合格粘结材料表面的多角度反射向量,其形式为:Rθ(x,y)=[R30(x,y),R60(x,y),R90(x,y)];其中,Rθ(x,y)表示多角度反射向量,θ=30°、60°、90°,R30(x,y)表示在30°偏振角度下像素点(x,y)的反射强度值,R60(x,y)表示在60°偏振角度下像素点(x,y)的反射强度值,R90(x,y)表示在垂直偏振角度下像素点(x,y)的反射强度值。
6.根据权利要求5所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S32、根据合格粘结材料表面的多角度反射向量,构建合格粘结材料表面的三阶三通道表面张量,具体为:对合格粘结材料表面的多角度反射向量进行归一化处理,结合滑动窗口卷积采样机制,构建合格粘结材料表面的三阶三通道表面张量,具体表现形式为:;
式中,M(x,y,k)表示三阶三通道表面张量,k表示相应反射通道索引编号,k=1、2、3分别表示对应R30(x,y)、R60(x,y)及R90(x,y)的通道索引编号。
7.根据权利要求6所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S33、基于构建合格粘结材料表面的三阶三通道表面张量,对三阶三通道表面张量中相应反射通道中所有像素点的反射强度值进行求和,获取各反射通道的反射强度总值,结合统计学求均值算法,获取各反射通道的全局平均反射强度值。
8.根据权利要求7所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S34、将各反射通道的全局平均反射强度值与三阶三通道表面张量进行相关联,分析合格粘结材料表面中各个像素点在不同偏振角度下反射强度的整体偏离情况,以确定合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离程度,具体为:;式中,Py(x,y)表示对应像素点的反射偏离系数,M(x,y,k)表示合格粘结材料表面的三阶三通道表面张量,Ravgk表示第k反射通道的全局平均反射强度值。
9.根据权利要求8所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:
S4具体步骤包括有:
S41、将合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离系数分别与预设的反射偏离阈值进行比对分析,以判断合格粘结材料的表面是否处于平整状态,具体为:若相应像素点的反射偏离系数超过反射偏离阈值,说明相应像素点的反射偏离程度异常,则将对应像素点划分为异常偏离像素点集,反之,将对应像素点划分为正常偏离像素点集;
当异常偏离像素点集中的像素点数量超过合格粘结材料表面中总像素点数量的5%时,说明合格粘结材料的表面不处于平整状态,则将合格粘结材料识别为表面质量次品材料;
当异常偏离像素点集中的像素点数量未超过合格粘结材料表面中总像素点数量的5%时,说明合格粘结材料的表面处于平整状态,则将合格粘结材料识别为表面质量成品材料。
10.建筑材料表面质量识别系统,用于实现上述权利要求1~9任一项所述的建筑材料表面质量识别方法,其特征在于:包括粘结分析模块、效果判定模块、反射偏离分析模块及质量识别模块;
粘结分析模块用于根据图像采集设备对目标建筑材料表面进行标准视角成像建立二维像素坐标系,对喷涂过程中目标建筑材料表面的表面温度及喷涂压力信息进行记录,构建目标建筑材料表面的二维实际粘结指数集;
效果判定模块用于对二维实际粘结指数集进行特征提取,并结合统计学求均值算法,分析目标建筑材料表面的涂料整体粘结效果,以识别出当前目标建筑材料为合格粘结材料,并发出表面质量分析指令;
反射偏离分析模块用于在接收到表面质量分析指令后,对合格粘结材料表面进行多角度照射,结合滑动窗口卷积采样机制,分析合格粘结材料表面中各个像素点在不同偏振角度下反射强度的整体偏离情况,以确定合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离程度;
质量识别模块用于将合格粘结材料表面中各个像素点的反射偏离系数分别与预设的反射偏离阈值进行比对分析,识别出当前合格粘结材料为表面质量成品材料。