品的不同分段平面中穿過該物品的X射線束的衰減。之后，可在一組 突起上使用計(jì)算機(jī)處理以重建該部件內(nèi)側(cè)的三維圖像。該圖像可能被過濾，以減弱采集的 偽像，并且使得被分配到三維圖像的每個(gè)體素的灰度(強(qiáng)度)與在所討論點(diǎn)該部件材料的密 度成正比。
[0028] 一旦已經(jīng)獲得該圖像，選擇一個(gè)包括該部件區(qū)域的分析窗口（或觀察窗）是適當(dāng) 的，對(duì)于該區(qū)域期望發(fā)現(xiàn)疲勞狀態(tài)或特性，以及其中該編織圖案恒定(換句話說，其中編織 均勻）。
[0029]在步驟200中，然后進(jìn)行三維圖像的自相關(guān)，其局限于所選擇的觀察窗。應(yīng)該記住 的是，信號(hào)的自相關(guān)(無論該信號(hào)是否基于具有一個(gè)或多個(gè)尺寸的一組，以及其是否是離散 或連續(xù)的）是該信號(hào)本身的交叉相關(guān)，并且，當(dāng)該信號(hào)具有一個(gè)時(shí)，該自相關(guān)可以檢測在該 信號(hào)中重復(fù)的規(guī)律、輪廓，或該信號(hào)的基頻。
[0030] 在數(shù)學(xué)上，信號(hào)X的自相關(guān)C書寫如下：
[0031] n = u
[0032] 其中m是該信號(hào)X在所考慮窗口上的平均值。對(duì)于在一個(gè)離散組上的函數(shù)，在X的元 素的數(shù)量N上求和，并且當(dāng)該函數(shù)在連續(xù)組上時(shí)，由積分代替該和。
[0033] 在開始設(shè)定該信號(hào)時(shí)，對(duì)于能夠由被稱為自相關(guān)間隔(或自相關(guān)間隔向量)的該值 h所采取的所有值計(jì)算該函數(shù)。
[0034] 應(yīng)該記住的是，函數(shù)C具有對(duì)于h = 0的全局最大值，無論該信號(hào)X如何。也已知的 是，如果X是周期性的，那么C也是周期性的，該周期與X相同。
[0035]在本發(fā)明中，對(duì)于該三維圖像的大量向量h，盡可能大地計(jì)算C的值。這通過利用 Wiener-Khinchin定理的教導(dǎo)詳盡地實(shí)施，該定理規(guī)定了平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)具有 一個(gè)通過其光譜功率密度給出的光譜分解。因此，函數(shù)C可計(jì)算如下：
[0036] Cx=Fr1[ |FT(x) |2]
[0037] 其中，F(xiàn)T是傅里葉變換并且FT1是逆傅里葉變換。
[0038] 通過將該公式應(yīng)用到觀察窗中的三維圖像，在很短的計(jì)算時(shí)間，可以獲得通過對(duì) 于包含在該圖像中的所有向量的自相關(guān)函數(shù)所采取的該組值。該組被稱為（3D)自相關(guān)圖 像，由于它可以被視為一個(gè)圖像，每個(gè)向量h由點(diǎn)x、y、z表示并且與強(qiáng)度C相關(guān)，其例如可以 通過亮度或顏色形式顯示。該自相關(guān)的圖像具有多個(gè)葉瓣，如在圖3中可以看出的，其為一 種復(fù)合材料部件的三維圖像的三維自相關(guān)圖像的分段的表面透視圖，在一個(gè)穿過該圖像中 心的平面上取得該分段。
[0039] 由于在觀察窗中的編織圖案是周期性的，該自相關(guān)具有能被探測到的局部最大 值，從而測量該編織圖案的周期。這意味著最初從自相關(guān)值提取該編織加固物的這兩個(gè)特 性方向。這在步驟300和310中完成。它包括在自相關(guān)圖像中檢測局部最大值的對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)在 該圖像的每個(gè)葉瓣中注意尋找這些對(duì)準(zhǔn)。一個(gè)對(duì)準(zhǔn)必須穿過點(diǎn)h = 0。
[0040] 一旦已經(jīng)識(shí)別了該編織加固物的特性方向，通過測量在連續(xù)兩個(gè)最大值之間，并 且更精確地在點(diǎn)h = 0和在先前步驟中識(shí)別的特性方向中的點(diǎn)之后第一局部最大值之間的 距離I h | (向量h的范數(shù)），該方法對(duì)于這兩個(gè)方向的每一個(gè)以及彼此獨(dú)立地繼續(xù)。
[0041 ] 在圖2中通過標(biāo)記400和410表示的該新步驟在圖4和圖5中示出，其為在對(duì)應(yīng)于特 性方向的直線上沿橫坐標(biāo)軸繪制坐標(biāo)的值h以及在縱軸上的自相關(guān)圖像中繪制相應(yīng)點(diǎn)的自 相關(guān)值(在該示例中被歸一化)的曲線(一維輪廓）。
[0042] 在兩個(gè)連續(xù)最大值之間的值|h|然后構(gòu)成在特性方向中紗線間的距離，其為煒紗 線方向或經(jīng)紗線方向。圖4示出了測量煒紗線之間的距離以及圖5示出了測量經(jīng)紗線之間的 距離。
[0043] 可以通過使該自相關(guān)結(jié)果與初始圖像和該部件相關(guān)來區(qū)分煒線和經(jīng)線方向。
[0044] 例如，如果期望測量沿z軸定位的煒列的間隔，那么需要沿自相關(guān)圖像中的z軸查 看，以能夠測量該間距。一旦被測量，該距離與預(yù)期值比較，以表征該部件并檢測異常，如果 有的話。
[0045] 圖6顯示了該方法的一種變型。在如圖2所示的實(shí)施方式中，它包括通過采集該圖 像并限定觀察窗的步驟101的開始。
[0046] 如在該圖像中觀察到的，隨后是使該部件的三維圖像軸線與編織加固物的軸線重 新對(duì)準(zhǔn)的步驟110。這可以考慮在編織中部件之間的可變性，以及在成像過程中圖像采集之 間的可變性。
[0047] 此后，在步驟201中實(shí)施圖像自相關(guān)。如果該重新對(duì)準(zhǔn)具有足夠好的質(zhì)量，那么可 以在被識(shí)別為圖像方向的兩個(gè)特性方向中直接地測量紗線間的距離。
[0048] 還可以使重新對(duì)準(zhǔn)參考圖6所述的圖像與提取參考圖2所述的自相關(guān)圖像的特性 方向結(jié)合。
[0049] 通過使該觀察窗適用于一個(gè)編織圖案恒定的區(qū)域，然后通過在鄰近區(qū)域重新開 始，可用任何形狀的部件實(shí)施本發(fā)明。該觀察窗的尺寸可能很小，從而僅覆蓋編織均勻的區(qū) 域。最小限制尺寸自然地由紗線間的距離所規(guī)定。
[0050] 本發(fā)明并不局限于一個(gè)特定實(shí)施方式，但延伸到在該權(quán)利要求范圍的背景下的變 型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種表征由編織復(fù)合材料制成的部件的方法，該方法包括對(duì)于用作自相關(guān)間隔的多 個(gè)空間向量，計(jì)算(200;201)在觀察窗中該部件體積的三維圖像的自相關(guān)值，然后在該編織 的主要定向上檢測（400，410，401，411)該自相關(guān)值中的至少一個(gè)局部極值，從而確定在觀 察窗中對(duì)于相鄰平行紗線之間的距離的平均值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征方法，其中，通過使用Wiener-Khinchin定理計(jì)算（200 ; 201)自相關(guān)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表征方法，包括在多個(gè)向量中檢測（300、310)主要編織定 向。4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一所述的表征方法，包括重新對(duì)準(zhǔn)（110)該部件的圖像，以使 該編織的主要定向與該圖像的軸線對(duì)準(zhǔn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一所述的表征方法，其中，檢測(400、410; 401、411)至少一個(gè) 局部極值用于煒紗線方向以及用于經(jīng)紗線方向，從而確定在觀察窗中分別地在相鄰煒紗線 之間以及在相鄰經(jīng)紗線之間的距離的平均值。6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一所述的表征方法，其中，該部件由三維編織復(fù)合材料制成。7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一所述的表征方法，其中，該部件包括在碳基質(zhì)中的碳纖維。8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一所述的表征方法，其中，該圖像為X射線斷層掃描圖像。9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一所述的表征方法，包括通過使用斷層掃描設(shè)備采集圖像的 步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種表征一個(gè)由編織復(fù)合材料制成的部件的方法，其中所述方法包括對(duì)于用作自相關(guān)間隔的多個(gè)空間向量，計(jì)算(200)在觀察窗中該部件體積的三維圖像的自相關(guān)值，隨后在該主要編織定向上檢測(400，410)該自相關(guān)值中的至少一個(gè)局部極值，從而在觀察窗中確定相鄰平行紗線之間的平均距離。X射線斷層掃描優(yōu)選地用于使該材料成像。
【IPC分類】G06T7/40, G01N24/08, G01N23/04
【公開號(hào)】CN105518443
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480049168
【發(fā)明人】文森特·莫拉德, 埃斯特爾·帕拉, 大衛(wèi)·托拉斯
【申請(qǐng)人】賽峰集團(tuán)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年8月29日
【公告號(hào)】EP3042185A1, US20160203594, WO2015033044A1