有效
一种激光超声图像分辨率增强方法及系统
程绳、董晓虎、吴军、姚京松、林磊、王薇、杨旭、范杨、夏慧、吴海飞、刘国强
国网湖北省电力有限公司超高压公司
程
程绳 专利 167
武汉大学电缆处理电缆电线安装材料测试分析
董
董晓虎 专利 147
三峡大学材料测试分析测量与测试物理仪器
吴
吴军 专利 229
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姚
姚京松 专利 121
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林磊 专利 164
浙江大学管系设备测量与测试材料测试分析

王薇 专利 118
北京航空航天大学控制调节通用控制系统物理仪器
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杨旭 专利 42
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范杨 专利 81
国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司测量与测试物理仪器电缆电线安装

夏慧 专利 113
中国科学院电工研究所诊断测量测量与测试物理仪器
吴
吴海飞 专利 6
中国科学院电工研究所测量与测试物理仪器超声成像

刘国强 专利 710
中国科学院电工研究所地下衬砌通风分配排水
摘要
本发明公开了一种激光超声图像分辨率增强方法及系统,其中,所述方法包括:步骤1:获得被检测物体的固定位置信息;步骤2:获得第一激光发射位置信息,生成第一发射指令;步骤3:脉冲激光器激励发射第一脉冲激光;步骤4:获得第一回波信号;步骤5:控制脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息,生成第二发射指令;步骤6:重复步骤4和所述步骤5,获得第二、第三直至第N回波信号;步骤7:对第一、第二直至第N回波信号进行叠加处理,生成第一叠加信号;步骤8:将第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建,生成被检测物体的第一图像信息。解决了现有技术中的激光超声检测技术的检测灵敏度不高,降低缺陷图像分辨率的技术问题。
1.一种激光超声图像分辨率增强方法,其中,所述方法应用于激光超声图像分辨率增强系统,且所述系统包含被检测物体系统、压电超声探头接收系统、信号检测处理系统、图像重建系统、脉冲激光器激励系统以及运动控制系统,所述方法还包括:步骤1:基于所述被检测物体系统,获得被检测物体的固定位置信息;步骤2:基于所述脉冲激光器激励系统,获得第一激光发射位置信息,并生成第一发射指令;步骤3:根据所述第一发射指令,脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光;步骤4:根据所述固定位置信息,获得所述第一脉冲激光的第一回波信号,其中,所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的所述压电超声探头接收系统接收所得;步骤5:基于所述运动控制系统,控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息,并生成第二发射指令;步骤6:根据所述第二发射指令,重复所述步骤4,获得第二脉冲激光的第二回波信号,重复上述操作,以此类推,获得第三脉冲激光的第三回波信号直至第N脉冲激光的第N回波信号;步骤7:基于所述信号检测处理系统,对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理,生成第一叠加信号;步骤8:将所述第一叠加信号发送至所述图像重建系统进行缺陷重建,生成所述被检测物体的第一图像信息,其中,所述第一图像信息具备第一分辨率;其中,所述获得所述第二脉冲激光的第二回波信号、所述第三脉冲激光的第三回波信号直至所述第N脉冲激光的第N回波信号,还包括:获得基元换能器的实时移动直线距离集合信息;获得线阵换能器的预设长度信息;基于移动距离监测系统,对所述基元换能器的移动距离进行实时监控,其中,所述移动距离监测系统内嵌于所述运动控制系统;判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息;若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息,所述移动距离监测系统生成第一终止指令;根据所述第一终止指令,终止所述基元换能器的移动,并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第二回波信号;重复上述操作,以此类推,获得所述第三回波信号直至第N回波信号;其中,所述判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息,还包括:若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息,获得第二图像信息,所述第二图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息;根据所述第二图像信息,判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息;若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息,然而基于所述移动距离监测系统获得的所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息,所述移动距离监测系统生成第一纠错指令;根据所述第一纠错指令,对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述方法还可基于超声合成孔径技术,增强所述第一图像信息的第一分辨率,所述方法还包括:基于所述超声合成孔径技术,预设各等效阵元的位置集合信息;根据所述位置集合信息,获得所述各等效阵元的相位差集合信息;根据所述位置集合信息和所述相位差集合信息,获得所述第一图像信息的合成孔径线阵的半功率波束角,其中,所述半功率波束角为:其中,β 0.5 表示半功率波束角,λ为波长,Ls为所述合成孔径线阵的综合长度;根据所述半功率波束角,获得对应的合成孔径方位分辨率δ,其中,所述合成孔径方位分辨率为:δ=β 0.5 R=D/2其中,R为缺陷P到基元换能器移动轨迹的垂直距离,D为基元直径。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述方法还包括:基于所述超声合成孔径技术,增强所述缺陷P的成像分辨率:其中M i (i=1,2,3,…,N)为激光激励点的位置;l 0 和l i 分别为压电超声探头接收位置和激光激励点位置与缺陷之间的距离;c为材料中声速。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述生成第一叠加信号之前,还包括:基于HMAC算法,根据所述第一回波信号,获得第一密钥信息;根据所述第一回波信号和所述第一密钥信息,生成第一消息摘要;基于所述第二回波信号和第二密钥信息,生成第二消息摘要,以此类推,基于所述第N回波信号和第N密钥信息,生成第N消息摘要;将所述第一消息摘要、所述第二消息摘要直至所述第N消息摘要存储至第一储存区块,所述第一储存区块包含于所述图像重建系统。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息,还包括:基于所述移动距离监测系统,预设所述基元换能器的单次移动距离信息和移动频率信息;根据所述单次移动距离信息和所述移动频率信息,控制所述脉冲激光器激励移动至所述第二激光发射位置信息。
6.一种激光超声图像分辨率增强系统,其中,所述系统包括:第一获得单元:所述第一获得单元用于步骤1:基于被检测物体系统,获得被检测物体的固定位置信息;第二获得单元:所述第二获得单元用于步骤2:基于脉冲激光器激励系统,获得第一激光发射位置信息,并生成第一发射指令;第一发射单元:所述第一发射单元用于步骤3:根据所述第一发射指令,脉冲激光器激励向所述固定位置信息发射具有设定参数的第一脉冲激光;第三获得单元:所述第三获得单元用于步骤4:根据所述固定位置信息,获得所述第一脉冲激光的第一回波信号,其中,所述第一回波信号由固定在所述被检测物体的压电超声探头接收系统接收所得;第一控制单元:所述第一控制单元用于步骤5:基于运动控制系统,控制所述脉冲激光器激励移动至第二激光发射位置信息,并生成第二发射指令;第四获得单元:所述第四获得单元用于步骤6:根据所述第二发射指令,重复所述步骤4,获得第二脉冲激光的第二回波信号,重复上述操作,以此类推,获得第三脉冲激光的第三回波信号直至第N脉冲激光的第N回波信号;第一叠加单元:所述第一叠加单元用于步骤7:基于信号检测处理系统,对所述第一回波信号、所述第二回波信号直至所述第N回波信号进行叠加处理,生成第一叠加信号;第一发送单元:所述第一发送单元用于步骤8:将所述第一叠加信号发送至图像重建系统进行缺陷重建,生成所述被检测物体的第一图像信息,其中,所述第一图像信息具备第一分辨率;第九获得单元:所述第九获得单元用于获得基元换能器的实时移动直线距离集合信息;第十获得单元:所述第十获得单元用于获得线阵换能器的预设长度信息;第一监控单元:所述第一监控单元用于基于移动距离监测系统,对所述基元换能器的移动距离进行实时监控,其中,所述移动距离检测系统内嵌于所述运动控制系统;第一判断单元:所述第一判断单元用于判断所述实时移动直线距离集合信息是否达到所述预设长度信息;第三生成单元:所述第三生成单元用于若所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息,所述移动距离检测系统生成第一终止指令;第一终止单元:所述第一终止单元用于根据所述第一终止指令,终止所述基元换能器的移动,并获得所述实时移动直线距离集合信息达到所述预设长度信息时的所述第二回波信号;重复上述操作,以此类推,获得所述第三回波信号直至第N回波信号;第十一获得单元:所述第十一获得单元用于若所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息,获得第二图像信息,所述第二图像信息为对所述基元换能器的移动距离进行实时监控的图像信息;第二判断单元:所述第二判断单元用于根据所述第二图像信息,判断所述基元换能器是否移动到所述预设长度信息的指定位置信息;第四生成单元:所述第四生成单元用于若所述基元换能器移动到所述预设长度信息的指定位置信息,然而基于所述移动距离监测系统获得的所述实时移动直线距离集合信息没有达到所述预设长度信息,所述移动距离监测系统生成第一纠错指令;第一纠错单元:所述第一纠错单元用于根据所述第一纠错指令,对所述实时移动直线距离集合信息进行纠错。
7.一种激光超声图像分辨率增强系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5任一项所述方法的步骤。
暂无引用专利



