基于深度學(xué)習(xí)的鑄件X射線(xiàn)圖像分割研究

曹富強(qiáng)，王明泉，張俊生，邵亞璐，張雪洋

（1.中北大學(xué) 儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030051；2.太原工業(yè)學(xué)院 電子工程系，山西 太原 030051）

引言

輪轂是現(xiàn)代工業(yè)中常見(jiàn)的工業(yè)鑄件，被廣泛用于汽車(chē)、飛機(jī)等領(lǐng)域。汽車(chē)輪轂是指汽車(chē)輪胎內(nèi)廓支撐輪胎的金屬部件，起著重要的支撐作用[1]，好的輪轂還可以有效降低車(chē)輛本身的懸架重量，其質(zhì)量決定著車(chē)輛的轉(zhuǎn)向、剎車(chē)反應(yīng)速度和操控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，許多交通事故的發(fā)生都與輪轂有著密不可分的關(guān)系。為避免“問(wèn)題輪轂”流入市場(chǎng)造成悲劇，工業(yè)上一直以來(lái)都對(duì)輪轂的生產(chǎn)進(jìn)行著嚴(yán)格的質(zhì)量把控，對(duì)其檢測(cè)手段也不斷升級(jí)，只有順利通過(guò)輪轂質(zhì)量檢測(cè)的輪轂才能進(jìn)入市場(chǎng)。因此，對(duì)輪轂內(nèi)部缺陷進(jìn)行高效率的無(wú)損檢測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前汽車(chē)輪轂的主要材質(zhì)為鋁合金，即將鋁合金通過(guò)低壓鑄造等方式加工而成。但是，金屬在冷卻過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響，導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生諸如氣孔、縮松和裂紋缺陷[2]，肉眼通常無(wú)法識(shí)別這些內(nèi)部缺陷，目前工業(yè)上采用X 射線(xiàn)來(lái)對(duì)輪轂內(nèi)部缺陷探測(cè)，工人們通過(guò)對(duì)射線(xiàn)采集圖像的判別來(lái)決定其內(nèi)部是否存在缺陷。早期的判別方法為手動(dòng)檢測(cè)法，即由工人來(lái)完整地控制整個(gè)流程，通過(guò)肉眼鑒別X 射線(xiàn)圖像的方式確認(rèn)其是否合格，這種探測(cè)方式效率低下，尤其依賴(lài)于工人的主觀(guān)性，已經(jīng)漸漸被淘汰。進(jìn)入21世紀(jì)，輪轂檢測(cè)已經(jīng)進(jìn)入全自動(dòng)模式，工廠(chǎng)在檢測(cè)過(guò)程中引入缺陷自動(dòng)識(shí)別模塊來(lái)代替人眼目檢，并將采集到的圖像與工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的機(jī)器比對(duì)來(lái)決定其質(zhì)量，客觀(guān)性大幅提升?！?br>