本發(fā)明涉及塑料制品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種雙層塑料吹塑檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、塑料板材廣泛應(yīng)用于包裝、汽車(chē)制造、建筑材料等多個(gè)行業(yè)，其壁厚均勻性直接影響產(chǎn)品的力學(xué)性能、耐久性和使用壽命；然而，在塑料板材的生產(chǎn)過(guò)程中，由于擠出、吹塑、熱壓等工藝參數(shù)的不穩(wěn)定，塑料板材容易出現(xiàn)局部厚度不均的情況，如局部堆料過(guò)多導(dǎo)致的過(guò)厚區(qū)域，或因材料拉伸不均造成的過(guò)薄區(qū)域；這種壁厚偏差不僅影響塑料板材的質(zhì)量穩(wěn)定性，還可能導(dǎo)致產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)斷裂、變形等問(wèn)題。

2、現(xiàn)有的塑料板材壁厚檢測(cè)方法主要包括接觸式測(cè)量、超聲波測(cè)厚、光學(xué)測(cè)量等；其中，接觸式測(cè)量方法（如千分尺、測(cè)厚規(guī)）需要人工操作，測(cè)量范圍有限，且難以覆蓋整塊板材的全局厚度分布；超聲波測(cè)厚法雖然可以實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)，但僅能在單點(diǎn)或局部區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，難以全面反映整個(gè)塑料板材的厚度變化；此外，光學(xué)測(cè)量方法在某些透明或半透明塑料板材上效果較好，但對(duì)不同材料的適應(yīng)性較差，且容易受到表面粗糙度和光照條件的影響；因此，現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)難以兼顧全面性、精確性和適用性，難以滿足塑料板材大規(guī)模、自動(dòng)化、高精度的質(zhì)量檢測(cè)需求。

3、鑒于此，亟需一種新的壁厚檢測(cè)方法，能夠在保證檢測(cè)精度的同時(shí)，提高檢測(cè)的全面性和自動(dòng)化程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種雙層塑料吹塑檢測(cè)方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種雙層塑料吹塑檢測(cè)方法，包括：

4、獲取待測(cè)塑料板材的規(guī)格特征和壓力分布熱力圖，并依據(jù)壓力分布熱力圖篩選出差異網(wǎng)格區(qū)域，所述壓力分布熱力圖中包含多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域以及每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力均值；

5、獲取由各個(gè)差異網(wǎng)格區(qū)域組成的多個(gè)連通區(qū)域，并從連通區(qū)域中篩選出目標(biāo)連通區(qū)域，并提取目標(biāo)連通區(qū)域的壓力平均梯度作為待測(cè)塑料板材的壓力特征；

6、采集目標(biāo)連通區(qū)域的回波信號(hào)集，根據(jù)其獲取目標(biāo)連通區(qū)域的平均回波密度，并將平均回波密度作為待測(cè)塑料板材的超聲波特征；

7、將待測(cè)塑料板材的規(guī)格特征、壓力特征和超聲波特征進(jìn)行特征級(jí)融合，得到多模態(tài)特征；

8、將多模態(tài)特征輸入預(yù)先訓(xùn)練好執(zhí)行壁厚檢測(cè)任務(wù)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，以獲取待測(cè)塑料板材的壁厚檢測(cè)結(jié)果。

9、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述規(guī)格特征包括但不限于待測(cè)塑料板材的尺寸、類(lèi)型和設(shè)計(jì)厚度；

10、其中，每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力均值的具體計(jì)算公式如下：；式中：為第i行第j列網(wǎng)格區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力均值；為對(duì)應(yīng)第i行第j列網(wǎng)格區(qū)域的第r個(gè)壓力傳感器采集得到的力；為第i行第j列網(wǎng)格區(qū)域的網(wǎng)格區(qū)域面積，為修正因子，r為每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域?qū)?yīng)的壓力傳感器總數(shù)。

11、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述修正因子根據(jù)壓力傳感器與網(wǎng)格中心的距離進(jìn)行計(jì)算得到，其具體計(jì)算公式為，是為常數(shù)。

12、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述篩選出差異網(wǎng)格區(qū)域，包括：

13、計(jì)算待測(cè)塑料板材的全局壓力均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

14、其中，所述全局壓力均值的表達(dá)式如下：

15、;

16、其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差的表達(dá)式如下：

17、;

18、根據(jù)全局壓力均值和標(biāo)準(zhǔn)差生成壓力閾值區(qū)間[]；

19、將每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力均值與壓力閾值區(qū)間進(jìn)行比較；

20、若或，則判定對(duì)應(yīng)網(wǎng)格區(qū)域?yàn)椴町惥W(wǎng)格區(qū)域；

21、若且，則判定對(duì)應(yīng)網(wǎng)格區(qū)域?yàn)榉遣町惥W(wǎng)格區(qū)域；

22、重復(fù)上述步驟，直至每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域被遍歷，得到所有差異網(wǎng)格區(qū)域。

23、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述從連通區(qū)域中篩選出目標(biāo)連通區(qū)域，包括：

24、計(jì)算每個(gè)連通區(qū)域的壓力平均梯度，得到多個(gè)壓力平均梯度；

25、其中，所述壓力平均梯度的計(jì)算公式如下：

26、;

27、式中：為連通區(qū)域的壓力平均梯度，為網(wǎng)格的梯度值，為連通區(qū)域內(nèi)的差異網(wǎng)格區(qū)域總數(shù)；

28、其中，所述網(wǎng)格的梯度值的計(jì)算公式如下：

29、;

30、式中：為網(wǎng)格的實(shí)測(cè)壓力均值，為網(wǎng)格的實(shí)測(cè)壓力均值，為網(wǎng)格的實(shí)測(cè)壓力均值，為網(wǎng)格的實(shí)測(cè)壓力均值，為網(wǎng)格的寬度，為網(wǎng)格的高度；

31、按數(shù)值從大到小，對(duì)多個(gè)壓力平均梯度進(jìn)行排序，將排序第一壓力平均梯度對(duì)應(yīng)的連通區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)連通區(qū)域。

32、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述回波信號(hào)集中包括若干超聲波回波信號(hào)；

33、其中，所述獲取目標(biāo)連通區(qū)域的平均回波密度，包括：

34、獲取回波信號(hào)集中有效回波信號(hào)的數(shù)量，以及目標(biāo)連通區(qū)域的面積；

35、根據(jù)有效回波信號(hào)的數(shù)量和目標(biāo)連通區(qū)域的面積，計(jì)算目標(biāo)連通區(qū)域的平均回波密度；

36、其中，所述平均回波密度的具體計(jì)算公式如下：

37、;

38、式中：為平均回波密度，為目標(biāo)連通區(qū)域內(nèi)的有效回波信號(hào)的數(shù)量，為目標(biāo)連通區(qū)域的面積。

39、作為本發(fā)明第一方面的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述執(zhí)行壁厚檢測(cè)任務(wù)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法如下：

40、獲取歷史壁厚檢測(cè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)，將歷史壁厚檢測(cè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)劃分為壁厚檢測(cè)訓(xùn)練集和壁厚檢測(cè)測(cè)試集；所述歷史壁厚檢測(cè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括壁厚檢測(cè)特征及其對(duì)應(yīng)的標(biāo)注標(biāo)簽；

41、其中，所述壁厚檢測(cè)特征包括規(guī)格特征、壓力特征和超聲波特征；

42、其中，所述標(biāo)注標(biāo)簽包括“0”和“1”，“0”表示壁厚不合格，“1”?表示壁厚合格；

43、以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)架構(gòu)構(gòu)建執(zhí)行分類(lèi)任務(wù)的分類(lèi)器，將壁厚檢測(cè)訓(xùn)練集中的壁厚檢測(cè)特征作為分類(lèi)器的輸入，以及將標(biāo)注標(biāo)簽作為分類(lèi)器的輸出，對(duì)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)；

44、利用壁厚檢測(cè)測(cè)試集對(duì)初始分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模型驗(yàn)證，輸出大于等于預(yù)設(shè)測(cè)試準(zhǔn)確度閾值的初始分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，作為執(zhí)行壁厚檢測(cè)任務(wù)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

45、第二方面，本發(fā)明提供了一種雙層塑料吹塑檢測(cè)系統(tǒng)，基于上述所述的雙層塑料吹塑檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括：

46、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取待測(cè)塑料板材的規(guī)格特征和壓力分布熱力圖，并依據(jù)壓力分布熱力圖篩選出差異網(wǎng)格區(qū)域，所述壓力分布熱力圖中包含多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域以及每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的實(shí)測(cè)壓力均值；

47、第一特征提取模塊，用于獲取由各個(gè)差異網(wǎng)格區(qū)域組成的多個(gè)連通區(qū)域，并從連通區(qū)域中篩選出目標(biāo)連通區(qū)域，并提取目標(biāo)連通區(qū)域的壓力平均梯度作為待測(cè)塑料板材的壓力特征；

48、第二特征提取模塊，用于采集目標(biāo)連通區(qū)域的回波信號(hào)集，根據(jù)其獲取目標(biāo)連通區(qū)域的平均回波密度，并將平均回波密度作為待測(cè)塑料板材的超聲波特征；

49、特征融合模塊，用于將待測(cè)塑料板材的規(guī)格特征、壓力特征和超聲波特征進(jìn)行特征級(jí)融合，得到多模態(tài)特征；

50、吹塑檢測(cè)模塊，用于將多模態(tài)特征輸入預(yù)先訓(xùn)練好執(zhí)行壁厚檢測(cè)任務(wù)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，以獲取待測(cè)塑料板材的壁厚檢測(cè)結(jié)果。

51、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述雙層塑料吹塑檢測(cè)方法。

52、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述雙層塑料吹塑檢測(cè)方法。

53、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

54、本發(fā)明通過(guò)多點(diǎn)壓力傳感器陣列對(duì)塑料板材的壓力分布進(jìn)行網(wǎng)格化測(cè)量，并結(jié)合連通域分析精準(zhǔn)篩選出壁厚異常區(qū)域，避免了單點(diǎn)測(cè)量方式導(dǎo)致的誤判和檢測(cè)覆蓋不足的問(wèn)題；相較于現(xiàn)有方法，本技術(shù)能夠通過(guò)全局壓力分布的統(tǒng)計(jì)特性識(shí)別局部異常，并進(jìn)一步結(jié)合超聲波檢測(cè)對(duì)目標(biāo)連通區(qū)域進(jìn)行厚度驗(yàn)證，使得壁厚檢測(cè)更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定；

55、并且，通過(guò)先行篩選出壁厚變化劇烈的目標(biāo)連通區(qū)域，減少了對(duì)整個(gè)塑料板材的高密度測(cè)量，降低了計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)確保檢測(cè)精度不受影響；此外，通過(guò)特征級(jí)融合方法，將塑料板材的規(guī)格特征、壓力特征和超聲波特征進(jìn)行融合，并利用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行壁厚智能分析，使得檢測(cè)結(jié)果具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和泛化能力，減少了人為干預(yù)，提高了自動(dòng)化程度；

56、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠在不同尺寸、不同材質(zhì)的塑料板材上實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的壁厚檢測(cè)，確保檢測(cè)的全面性、穩(wěn)定性和計(jì)算效率，為塑料制品生產(chǎn)的質(zhì)量控制提供了更加可靠的技術(shù)支持。