本发明涉及缺陷检测分析，尤其涉及一种基于电容成像的缺陷检测方法及系统。
背景技术：
1、电容成像技术是一种基于电容边缘效应耦合电场的无损检测技术。它利用安装在被测物体上的一组传感器阵列电极，形成空间敏感场，通过测量不同电极间的电容变化来反映被测物体内部介电常数的分布变化，进而实现对物体内部缺陷或结构变化的检测。
2、使用电容成像技术对复合材料粘接层进行缺陷检测，是一种高效且非接触式的检测方法，特别适用于检测粘接层中的微小缺陷，如脱胶、气泡、裂纹等。复合材料粘接层内部的缺陷会导致复合材料整体强度和刚度的降低，从而复合材料粘接层内部的缺陷成为应力集中的区域，如果受到外部载荷时比起其他复合材料其他位置更容易引发复合材料的破坏。因此需要通过电容成像技术对生产好的复合材料进行缺陷检测，帮助生产者进行瑕疵复合材料的排查。
3、但现有的电容成像缺陷检测技术没有考虑到粘接剂和复合材料的材料属性对复合材料粘接层内部缺陷的形成存在的影响，现有技术仅仅通过简单的电容成像判断缺陷位置、大小，无法有针对性地帮助生产者优化复合材料生产流程，也无法提高在复合材料产线中进行缺陷检测的效率。
4、为了解决这些问题，本技术设计了一种基于电容成像的缺陷检测方法及系统。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种基于电容成像的缺陷检测方法及系统，通过对复合材料的材料属性和复合材料粘接层进行分析；并对复合材料粘接层缺陷进行分析；构建待检测复合材料缺陷风险预测模型，对待检测复合材料的缺陷风险进行预测。能够优化复合材料生产流程，节约进行电容成像缺陷检测的成本，提高复合材料缺陷检测效率。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明实施例提供一种基于电容成像的缺陷检测方法，包括下述步骤：
4、s1、获取复合材料的材料属性数据和粘接数据，同时获取历史复合材料的历史材料属性数据和历史粘接数据；并通过电容传感器获取复合材料的电容缺陷检测图像数据和历史复合材料的历史电容缺陷检测图像数据；
5、s2、根据历史材料属性数据构建复合材料属性分析模型，将材料属性数据导入复合材料属性分析模型中对复合材料的材料属性进行分析；
6、s3、根据历史粘接数据构建复合材料粘接层分析模型，将粘接数据导入复合材料粘接层分析模型中对复合材料粘接层进行分析；
7、s4、根据历史电容缺陷检测图像数据构建电容缺陷分析模型，将电容缺陷检测图像数据导入电容缺陷分析模型中对复合材料粘接层缺陷进行分析；
8、s5、根据复合材料的材料属性分析结果、粘接层分析结果和电容缺陷分析结果构建待检测复合材料缺陷风险预测模型，对待检测复合材料的缺陷风险进行预测。
9、在本发明的一种实现方式中，所述步骤s2包括以下具体步骤：
10、s21、获取复合材料的材料属性数据和历史复合材料的历史材料属性数据；
11、s22、将材料属性数据和历史材料属性数据代入材料属性差异系数计算公式中计算复合材料的材料属性差异系数；所述材料属性差异系数计算公式为：
12、；
13、式中cs为复合材料的材料属性差异系数，c为材料属性数据中复合材料的表面粗糙度，h为材料属性数据中复合材料的表面弧度，w表示材料属性数据中复合材料的重量，表示历史材料属性数据第i个历史复合材料的表面粗糙度，表示历史材料属性数据第i个历史复合材料的表面弧度，表示历史材料属性数据第i个历史复合材料的重量，n表示历史复合材料个数，i为1至n中任一项。
14、在本发明的一种实现方式中，所述步骤s3包括以下具体步骤：
15、s31、获取复合材料的粘接数据和历史复合材料的历史粘接数据；
16、s32、将粘接数据和历史粘接数据代入粘接差异系数计算公式中计算复合材料粘接层的粘接差异系数，所述粘接差异系数计算公式为：
17、；
18、式中zj表示复合材料粘接层的粘接差异系数，p表示粘接数据中对复合材料进行粘接时粘接剂的用量，s表示粘接数据中复合材料粘接区域的面积，t表示粘接数据中对复合材料进行粘接时粘接剂的固化温度，t表示粘接数据中对复合材料进行粘接时粘接剂的固化时间，表示历史粘接数据中对第i个历史复合材料进行粘接时粘接剂的用量，表示历史粘接数据中第i个历史复合材料粘接区域的面积，表示历史粘接数据中对第i个历史复合材料进行粘接时粘接剂的固化温度，表示历史粘接数据中对第i个历史复合材料进行粘接时粘接剂的固化时间。
19、在本发明的一种实现方式中，所述步骤s4包括以下具体步骤：
20、s41、获取复合材料的电容缺陷检测图像数据和历史复合材料的历史电容缺陷检测图像数据；
21、s42、将电容缺陷检测图像数据和历史电容缺陷检测图像数据代入缺陷检测差异系数计算公式中计算复合材料粘接层的缺陷检测差异系数，所述粘接层缺陷检测差异系数计算公式为：
22、；
23、式中qx表示复合材料粘接层的缺陷检测差异系数，q为电容缺陷检测图像数据中从复合材料电容缺陷检测图像中提取得到的所有缺陷区域的数量，r为电容缺陷检测图像数据中从复合材料电容缺陷检测图像中提取得到的所有缺陷区域的像素点个数，r为复合材料电容缺陷检测图像中像素点总数，为历史电容缺陷检测图像数据中从第i个历史复合材料电容缺陷检测图像中提取得到的所有缺陷区域的数量，为历史电容缺陷检测图像数据中从第i个历史复合材料电容缺陷检测图像中提取得到的所有缺陷区域的像素点个数，为第i个历史复合材料电容缺陷检测图像中像素点总数，分别表示缺陷个数影响因子、缺陷面积影响因子；
24、s43、将复合材料粘接层的缺陷检测差异系数作为复合材料粘接层的缺陷风险系数。
25、在本发明的一种实现方式中，所述步骤s5包括以下具体步骤：
26、s51、获取用于训练待检测复合材料缺陷风险预测模型的复合材料缺陷样本数据，所述复合材料缺陷样本数据中包括计算得到的多个复合材料的材料属性差异系数和多个复合材料粘接层的粘接差异系数以及缺陷风险系数，将用于训练待检测复合材料缺陷风险预测模型的复合材料缺陷样本数据划分为缺陷样本训练集和缺陷样本测试集，构建回归网络模型，将缺陷样本训练集中的材料属性差异系数和粘接差异系数作为回归网络模型的输入，将缺陷样本训练集中的缺陷风险系数作为回归网络模型的输出，对回归网络模型进行训练，以获取初始回归网络模型；利用均分误差算法对初始回归网络模型进行模型效果评价，筛选大于等于预设评价值的对应初始回归网络模型作为待检测复合材料缺陷风险预测模型；
27、s52、计算待检测复合材料的材料属性差异系数和待检测复合材料粘接层的粘接差异系数，将计算得到的待检测复合材料的材料属性差异系数和待检测复合材料粘接层的粘接差异系数输入待检测复合材料缺陷风险预测模型中，输出预测得到的待检测复合材料粘接层的缺陷风险系数。
28、在本发明的一种实现方式中，所述步骤s5还包括以下具体步骤：
29、s53、获取预测得到的待检测复合材料粘接层的缺陷风险系数；
30、s54、预设缺陷风险阈值，当预测得到的待检测复合材料粘接层的缺陷风险系数小于等于缺陷风险阈值时，完成对待检测复合材料的缺陷检测；
31、s55、当预测得到的待检测复合材料粘接层的缺陷风险系数大于缺陷风险阈值时，获取待检测复合材料的材料属性差异系数和待检测复合材料粘接层的粘接差异系数；预设材料属性差异阈值和粘接差异阈值，当待检测复合材料的材料属性差异系数大于材料属性差异阈值时，向生产者发出复合材料表面处理阶段存在异常指令，并对复合材料进行重新加工处理；当待检测复合材料粘接层的粘接差异系数大于粘接差异阈值时，向生产者发出复合材料粘接阶段存在异常指令，并对复合材料进行重新加工处理。
32、第二方面，本发明实施例还提供一种基于电容成像的缺陷检测系统，包括：
33、数据获取模块，用于获取复合材料的材料属性数据和粘接数据，同时获取历史复合材料的历史材料属性数据和历史粘接数据；并通过电容传感器获取复合材料的电容缺陷检测图像数据和历史复合材料的历史电容缺陷检测图像数据；
34、复合材料属性分析模块，用于根据历史材料属性数据构建复合材料属性分析模型，将材料属性数据导入复合材料属性分析模型中对复合材料的材料属性进行分析；
35、复合材料粘接层分析模块，用于根据历史粘接数据构建复合材料粘接层分析模型，将粘接数据导入复合材料粘接层分析模型中对复合材料粘接层进行分析；
36、电容成像缺陷分析模块，用于根据历史电容缺陷检测图像数据构建电容缺陷分析模型，将电容缺陷检测图像数据导入电容缺陷分析模型中对复合材料粘接层缺陷进行分析；
37、缺陷风险预测模块，用于根据复合材料的材料属性分析结果、粘接层分析结果和电容缺陷分析结果构建待检测复合材料缺陷风险预测模型，对待检测复合材料的缺陷风险进行预测；
38、控制模块，用于控制所述数据获取模块、所述复合材料属性分析模块、所述复合材料粘接层分析模块、所述电容成像缺陷分析模块和所述缺陷风险预测模块的运行。
39、第三方面，本发明实施例提供的一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行一种基于电容成像的缺陷检测方法。
40、第四方面，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行一种基于电容成像的缺陷检测方法。
41、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
42、本发明根据历史材料属性数据构建复合材料属性分析模型，将材料属性数据导入复合材料属性分析模型中对复合材料的材料属性进行分析；根据历史粘接数据构建复合材料粘接层分析模型，将粘接数据导入复合材料粘接层分析模型中对复合材料粘接层进行分析；根据历史电容缺陷检测图像数据构建电容缺陷分析模型，将电容缺陷检测图像数据导入电容缺陷分析模型中对复合材料粘接层缺陷进行分析；构建待检测复合材料缺陷风险预测模型，对待检测复合材料的缺陷风险进行预测。能够优化复合材料生产流程，节约进行电容成像缺陷检测的成本，提高复合材料缺陷检测效率。
1.一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下具体步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下具体步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下具体步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下具体步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤s5还包括以下具体步骤：
7.一种基于电容成像的缺陷检测系统，其基于权利要求1-6中任一项所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法实现，其特征在于，所述系统包括：
8.一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；其特征在于，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1-6任一项所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任一项所述的一种基于电容成像的缺陷检测方法。
