本公開涉及金屬軌道缺陷檢測(cè)，尤其涉及金屬軌道缺陷檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在對(duì)金屬軌道缺陷檢測(cè)時(shí)，往往采用超聲導(dǎo)波信號(hào)檢測(cè)的方式。超聲導(dǎo)波在金屬軌道檢測(cè)中具有距離長，覆蓋整個(gè)金屬軌道截面等優(yōu)點(diǎn)，但是超聲導(dǎo)波在金屬軌道中傳播特性復(fù)雜，多模態(tài)特性與頻散特性較為顯著?，F(xiàn)有技術(shù)往往通過超聲導(dǎo)波在時(shí)域的能量特征進(jìn)行計(jì)算，在面對(duì)環(huán)境因素的變化(例如溫度變化、金屬軌道內(nèi)部應(yīng)力變化)時(shí)，超聲導(dǎo)波在金屬軌道中的傳播的信號(hào)幅值會(huì)有較大變化，導(dǎo)致金屬軌道缺陷的檢測(cè)精準(zhǔn)度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開實(shí)施例提供了金屬軌道缺陷檢測(cè)方法、裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過超聲導(dǎo)波在時(shí)域的能量特征進(jìn)行計(jì)算，在面對(duì)環(huán)境因素的變化時(shí)，超聲導(dǎo)波在金屬軌道中的傳播的信號(hào)幅值會(huì)有較大變化，導(dǎo)致金屬軌道缺陷的檢測(cè)精準(zhǔn)度較低的問題。

2、本公開實(shí)施例的第一方面，提供了一種金屬軌道缺陷檢測(cè)方法，包括：

3、獲取通過金屬軌道目標(biāo)區(qū)段的目標(biāo)信號(hào)，并計(jì)算所述目標(biāo)信號(hào)在頻域的目標(biāo)能量值，其中，所述目標(biāo)能量值為所述目標(biāo)信號(hào)經(jīng)fft計(jì)算得到的各頻點(diǎn)幅值的平方和；

4、將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)，判斷所述金屬軌道目標(biāo)區(qū)段是否存在缺陷，其中，所述缺陷判斷閾值由所述目標(biāo)區(qū)段在不同環(huán)境因素下獲取的多個(gè)無缺陷信號(hào)計(jì)算得到。

5、在一些實(shí)施例中，所述計(jì)算所述目標(biāo)信號(hào)在頻域的目標(biāo)能量值的步驟包括：

6、對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行fft計(jì)算，得到fft結(jié)果；

7、獲取所述目標(biāo)信號(hào)的長度，根據(jù)預(yù)設(shè)的第一計(jì)算式和所述fft結(jié)果，計(jì)算所述目標(biāo)能量值，其中，所述第一計(jì)算式包括：

8、

9、其中，ef表示所述目標(biāo)能量值，k表示自變量，m目標(biāo)信號(hào)的長度，x(k)表示fft結(jié)果。

10、在一些實(shí)施例中，所述缺陷判斷閾值的確定步驟包括：

11、獲取通過金屬軌道目標(biāo)區(qū)段的不同環(huán)境因素的多個(gè)無缺陷信號(hào)，并計(jì)算各無缺陷信號(hào)在頻域的無缺陷能量值；

12、根據(jù)所述各無缺陷能量值計(jì)算所述各無缺陷能量值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

13、根據(jù)預(yù)設(shè)的第二計(jì)算式和第一閾值計(jì)算系數(shù)，以及所述平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算所述缺陷判斷閾值，其中，所述第二計(jì)算式包括：

14、

15、其中，tc表示所述缺陷判斷閾值，a1表示所述第一閾值計(jì)算系數(shù)，表示所述平均值，σb表示所述標(biāo)準(zhǔn)差。

16、在一些實(shí)施例中，將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)之前，還包括：

17、判斷所述目標(biāo)能量值是否大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值，其中，所述基線信號(hào)更新閾值根據(jù)預(yù)設(shè)的基線信號(hào)集確定，所述基線信號(hào)集根據(jù)符合預(yù)設(shè)要求的信號(hào)持續(xù)更新；

18、當(dāng)所述目標(biāo)能量值不大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值時(shí)，執(zhí)行將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)的步驟，并基于所述基線信號(hào)集更新所述缺陷判斷閾值。

19、在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：

20、當(dāng)所述目標(biāo)能量值大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值時(shí)，判斷所述目標(biāo)區(qū)段內(nèi)不存在缺陷，并將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集。

21、在一些實(shí)施例中，所述將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集，包括：

22、判斷所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的信號(hào)數(shù)量閾值；

23、當(dāng)所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量小于所述信號(hào)數(shù)量閾值時(shí)，將所述目標(biāo)信號(hào)直接添加至所述基線信號(hào)集；

24、當(dāng)所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量不小于所述信號(hào)數(shù)量閾值時(shí)，從所述基線信號(hào)集中隨機(jī)刪除一個(gè)基線信號(hào)，并將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集。

25、在一些實(shí)施例中，所述基線信號(hào)更新閾值的確定步驟包括：

26、獲取所述基線信號(hào)集中各基線信號(hào)在頻域的基線能量值，并基于各基線能量值計(jì)算所述基線信號(hào)的基線均值和基線標(biāo)準(zhǔn)差；

27、獲取目標(biāo)信號(hào)之前預(yù)設(shè)長度窗口內(nèi)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)前置區(qū)間信號(hào)，并計(jì)算各前置區(qū)間信號(hào)的前置均值和前置標(biāo)準(zhǔn)差；

28、根據(jù)預(yù)設(shè)的第三計(jì)算式、基線均值權(quán)重、基線標(biāo)準(zhǔn)差權(quán)重、基線閾值計(jì)算系數(shù)，以及所述基線均值、所述基線標(biāo)準(zhǔn)差、所述前置均值和所述前置標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算所述基線信號(hào)更新閾值，其中，所述第三計(jì)算式包括：

29、

30、其中，所述tb表示基線信號(hào)更新閾值，表示基線均值，σbase表示基線標(biāo)準(zhǔn)差，表示前置均值，σwin表示前置標(biāo)準(zhǔn)差，k1表示基線均值權(quán)重，k2表示基線標(biāo)準(zhǔn)差權(quán)重，b表示基線閾值計(jì)算系數(shù)。

31、在一些實(shí)施例中，所述基于所述基線信號(hào)集更新所述缺陷判斷閾值，包括：

32、根據(jù)預(yù)設(shè)的第二閾值計(jì)算系數(shù)以及所述基線均值、所述基線標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算和第四計(jì)算式計(jì)算所述缺陷判斷閾值，其中，所述第四計(jì)算式包括：

33、

34、其中，tc表示所述缺陷判斷閾值，a2表示所述第二閾值計(jì)算系數(shù)，表示所述基線均值，σbase表示所述基線標(biāo)準(zhǔn)差。

35、本公開實(shí)施例的第二方面，提供了一種金屬軌道缺陷檢測(cè)裝置，包括：

36、計(jì)算模塊，用于獲取通過金屬軌道目標(biāo)區(qū)段的目標(biāo)信號(hào)，并計(jì)算所述目標(biāo)信號(hào)在頻域的目標(biāo)能量值，其中，所述目標(biāo)能量值為所述目標(biāo)信號(hào)經(jīng)fft計(jì)算得到的各頻點(diǎn)幅值的平方和；

37、判斷模塊，用于將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)，判斷所述金屬軌道目標(biāo)區(qū)段是否存在缺陷，其中，所述缺陷判斷閾值由所述目標(biāo)區(qū)段在不同環(huán)境因素下獲取的多個(gè)無缺陷信號(hào)計(jì)算得到。

38、在一些實(shí)施例中，所述計(jì)算所述目標(biāo)信號(hào)在頻域的目標(biāo)能量值的步驟包括：

39、對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行fft計(jì)算，得到fft結(jié)果；

40、獲取所述目標(biāo)信號(hào)的長度，根據(jù)預(yù)設(shè)的第一計(jì)算式和所述fft結(jié)果，計(jì)算所述目標(biāo)能量值，其中，所述第一計(jì)算式包括：

41、

42、其中，ef表示所述目標(biāo)能量值，k表示自變量，m目標(biāo)信號(hào)的長度，x(k)表示fft結(jié)果。

43、在一些實(shí)施例中，所述缺陷判斷閾值的確定步驟包括：

44、獲取通過金屬軌道目標(biāo)區(qū)段的不同環(huán)境因素的多個(gè)無缺陷信號(hào)，并計(jì)算各無缺陷信號(hào)在頻域的無缺陷能量值；

45、根據(jù)所述各無缺陷能量值計(jì)算所述各無缺陷能量值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

46、根據(jù)預(yù)設(shè)的第二計(jì)算式和第一閾值計(jì)算系數(shù)，以及所述平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算所述缺陷判斷閾值，其中，所述第二計(jì)算式包括：

47、

48、其中，tc表示所述缺陷判斷閾值，a1表示所述第一閾值計(jì)算系數(shù)，表示所述平均值，σb表示所述標(biāo)準(zhǔn)差。

49、在一些實(shí)施例中，金屬軌道缺陷檢測(cè)裝置還包括：

50、第二判斷模塊，用于判斷所述目標(biāo)能量值是否大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值，其中，所述基線信號(hào)更新閾值根據(jù)預(yù)設(shè)的基線信號(hào)集確定，所述基線信號(hào)集根據(jù)符合預(yù)設(shè)要求的信號(hào)持續(xù)更新；

51、執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述目標(biāo)能量值不大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值時(shí)，執(zhí)行將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)的步驟，并基于所述基線信號(hào)集更新所述缺陷判斷閾值。

52、在一些實(shí)施例中，所述裝置還包括：

53、第三判斷模塊，用于當(dāng)所述目標(biāo)能量值大于預(yù)設(shè)的基線信號(hào)更新閾值時(shí)，判斷所述目標(biāo)區(qū)段內(nèi)不存在缺陷，并將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集。

54、在一些實(shí)施例中，所述將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集，包括：

55、判斷所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的信號(hào)數(shù)量閾值；

56、當(dāng)所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量小于所述信號(hào)數(shù)量閾值時(shí)，將所述目標(biāo)信號(hào)直接添加至所述基線信號(hào)集；

57、當(dāng)所述基線信號(hào)集中信號(hào)的數(shù)量不小于所述信號(hào)數(shù)量閾值時(shí)，從所述基線信號(hào)集中隨機(jī)刪除一個(gè)基線信號(hào)，并將所述目標(biāo)信號(hào)添加至所述基線信號(hào)集。

58、在一些實(shí)施例中，所述基線信號(hào)更新閾值的確定步驟包括：

59、獲取所述基線信號(hào)集中各基線信號(hào)在頻域的基線能量值，并基于各基線能量值計(jì)算所述基線信號(hào)的基線均值和基線標(biāo)準(zhǔn)差；

60、獲取目標(biāo)信號(hào)之前預(yù)設(shè)長度窗口內(nèi)的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)前置區(qū)間信號(hào)，并計(jì)算各前置區(qū)間信號(hào)的前置均值和前置標(biāo)準(zhǔn)差；

61、根據(jù)預(yù)設(shè)的第三計(jì)算式、基線均值權(quán)重、基線標(biāo)準(zhǔn)差權(quán)重、基線閾值計(jì)算系數(shù)，以及所述基線均值、所述基線標(biāo)準(zhǔn)差、所述前置均值和所述前置標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算所述基線信號(hào)更新閾值，其中，所述第三計(jì)算式包括：

62、

63、其中，所述tb表示基線信號(hào)更新閾值，表示基線均值，σbase表示基線標(biāo)準(zhǔn)差，表示前置均值，σwin表示前置標(biāo)準(zhǔn)差，k1表示基線均值權(quán)重，k2表示基線標(biāo)準(zhǔn)差權(quán)重，b表示基線閾值計(jì)算系數(shù)。

64、在一些實(shí)施例中，所述基于所述基線信號(hào)集更新所述缺陷判斷閾值，包括：

65、根據(jù)預(yù)設(shè)的第二閾值計(jì)算系數(shù)以及所述基線均值、所述基線標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算和第四計(jì)算式計(jì)算所述缺陷判斷閾值，其中，所述第四計(jì)算式包括：

66、

67、其中，tc表示所述缺陷判斷閾值，a2表示所述第二閾值計(jì)算系數(shù)，表示所述基線均值，σbase表示所述基線標(biāo)準(zhǔn)差。

68、本公開實(shí)施例的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且可以在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，該處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

69、本公開實(shí)施例的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

70、本公開實(shí)施例的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序或指令，該計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

71、通過獲取通過金屬軌道目標(biāo)區(qū)段的目標(biāo)信號(hào)，并計(jì)算所述目標(biāo)信號(hào)在頻域的目標(biāo)能量值；將所述目標(biāo)能量值與預(yù)設(shè)的缺陷判斷閾值進(jìn)行比對(duì)，判斷所述金屬軌道目標(biāo)區(qū)段是否存在缺陷，能夠較好的克服金屬軌道溫度及應(yīng)力對(duì)超聲導(dǎo)波信號(hào)幅值造成的影響，從而大大提高金屬軌道缺陷的檢測(cè)精準(zhǔn)度。