本發(fā)明涉及超聲掃描無損檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲掃描設(shè)備的多探頭位置標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：
超聲掃描設(shè)備是用于檢測物體表面、內(nèi)部區(qū)域，產(chǎn)生高分辨率特征圖像的檢測系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于無損檢測領(lǐng)域。由于超聲能量的傳遞要求介質(zhì)是連續(xù)的，所以如氣孔、雜質(zhì)、分層、裂紋等不連續(xù)界面都會干擾超聲信號傳播或致使超聲信號發(fā)生反射，據(jù)此原理對器件成像來判斷此器件是否有缺陷。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對器件無損檢測的要求越來越高，尤其是對設(shè)備的檢測效率有了更高的要求。為了提高設(shè)備的掃描效率，可以在設(shè)備上安裝兩個或者多個探頭，在不增加運動范圍的情況下，增大掃描范圍且提高效率。由于兩個或多個探頭在物理位置上的不重合性，因此當(dāng)對一個大的器件進(jìn)行掃描檢測時，需要把兩個或多個探頭各自掃描的圖像進(jìn)行裁剪拼接，組成一副完整且不失真的器件圖像。目前設(shè)備廠商一般采用圖像拼接算法對每個探頭掃描后的圖像進(jìn)行分析處理，進(jìn)而實現(xiàn)圖像的拼接融合，一般的算法有小波變換法等。這種方式存在幾個問題，一是拼接精度不高，由于設(shè)備生成的圖像為灰度圖像，色彩等特征不夠豐富，拼接后的圖像會存在錯位，影響圖像質(zhì)量；二是拼接可靠性低，圖像處理算法需要從現(xiàn)有圖像中挑選特征相同點進(jìn)行定位,確定兩幅圖像之間的位置關(guān)系，而對某些器件來說，內(nèi)部可能存在許多相同的特征，造成特征無法選取或者拼接失?。蝗菬o法實時拼接，圖像拼接算法只能是在兩個或多個探頭掃描完并且圖像生成完畢后才能進(jìn)行分析處理和拼接，因此無法實現(xiàn)邊執(zhí)行掃描動作邊實時拼接圖像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述圖像拼接算法拼接精度不高、可靠性低和不能實時拼接等不足的情況，本發(fā)明提供了一種雙探頭或多探頭物理位置定位法，通過定位兩個或多個探頭的物理位置，對每個探頭掃描后的圖像進(jìn)行相應(yīng)的裁剪，能夠?qū)崿F(xiàn)掃描過程中實時的高精度圖像拼接，并且不會出現(xiàn)拼接失敗的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種基于超聲掃描設(shè)備的多探頭位置標(biāo)定方法，包括如下步驟：步驟1，在設(shè)備載物臺上刻畫一個標(biāo)記；其中，標(biāo)記可采用十字標(biāo)記，進(jìn)一步的，十字標(biāo)記的橫線與設(shè)備X向電機(jī)的運行方向平行，十字標(biāo)記的豎線與設(shè)備Y向電機(jī)的運行方向平行；另外，十字標(biāo)記的橫線和豎線可互相等分且二者正交；步驟2，通過標(biāo)準(zhǔn)的掃描方法，獲取該標(biāo)記在各個探頭中的掃描圖像；步驟3，通過對掃描圖像進(jìn)行分析，進(jìn)而得出該標(biāo)記在圖像中的坐標(biāo)；步驟4，通過坐標(biāo)計算，獲得各個探頭的物理位置坐標(biāo)和探頭間的間距，實現(xiàn)探頭的位置定位。進(jìn)一步的，步驟2中所述的標(biāo)準(zhǔn)的掃描方法具體如下：設(shè)備XY向電機(jī)帶動探頭在器件上方按照從左到右，從上到下的方式做往復(fù)運動，探頭按照一定的分辨率采集被掃描區(qū)域內(nèi)的超聲波數(shù)據(jù)并生成圖像數(shù)據(jù)。運動過程中，每到一個采樣點，探頭采集一次超聲波回波數(shù)據(jù)并通過AD轉(zhuǎn)換把該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為0到255范圍內(nèi)的數(shù)值，該數(shù)值作為該采樣點的圖像數(shù)據(jù)，如此循環(huán)往復(fù)，直至整個掃描范圍掃描結(jié)束。進(jìn)一步的，步驟4所述的坐標(biāo)計算方法具體如下：(1)建立設(shè)備坐標(biāo)系和標(biāo)記坐標(biāo)之間的關(guān)系；其中標(biāo)記可采用十字標(biāo)記；(2)在標(biāo)記上設(shè)定一個標(biāo)記點，標(biāo)記點可為十字標(biāo)記的十字中心，獲取該標(biāo)記點的坐標(biāo)（Xa，Ya）；(3)針對探頭一掃描的圖像，掃描起始點坐標(biāo)為（X1，Y1），標(biāo)記點在圖像中的坐標(biāo)為（X1a，Y1a），得出標(biāo)記點的物理坐標(biāo)為（X1+X1a，Y1+Y1a）；(4)針對探頭二掃描的圖像，掃描起始點坐標(biāo)為（X1，Y1），標(biāo)記點在圖像中的坐標(biāo)為（X2a，Y2a），得出標(biāo)記點的物理坐標(biāo)為（X1+X2a，Y1+Y2a）；(5)設(shè)兩個探頭間的物理坐標(biāo)間距為（△X，△Y），由標(biāo)記物理位置的唯一性可知：△X=X2a-X1a，△Y=Y2a-Y1a。本發(fā)明還提供了一種采用上述的多探頭位置標(biāo)定方法的超聲掃描設(shè)備的掃描方法，其進(jìn)一步的包括：步驟5，執(zhí)行正常掃描，首先依據(jù)得到的探頭間的間距，計算出探頭間即將掃描出的圖像所需要裁剪的區(qū)域，然后在掃描過程中，判斷掃描得到的像素點是否位于裁剪區(qū)域中，如果位于區(qū)域中則直接裁剪掉，同時把探頭采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的裁剪拼接，進(jìn)而完成器件整個掃描圖像的生成。本發(fā)明還提供了一種超聲掃描設(shè)備，其特征在于，包括：X向電機(jī)、Y向電機(jī)、設(shè)備載物臺及至少兩個探頭，其中，設(shè)備載物臺上刻畫有用于標(biāo)定探頭位置的標(biāo)記。本發(fā)明不但可以確定兩個探頭的位置和二者的間距,也可以用于三個及更多探頭的定位和間距獲取。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明實現(xiàn)了如下的有益結(jié)果：1、把探頭定位和間距獲取與圖像拼接兩個過程進(jìn)行了分離，簡化了掃描過程中圖像拼接的環(huán)節(jié)，提高了掃描和拼接效率。2、一旦探頭之間的間距成功獲得，圖像的拼接所需參數(shù)就已具備，不會出現(xiàn)因無法找到特征點造成圖像拼接失敗的現(xiàn)象。3、可實現(xiàn)邊掃描邊圖像拼接的實時拼接方式。附圖說明圖1雙探頭掃描示意圖；圖2探頭一掃描圖像示意圖；圖3探頭二掃描圖像示意圖；圖4標(biāo)記點的物理坐標(biāo)位置；圖5探頭一掃描圖像中標(biāo)記點坐標(biāo)與物理坐標(biāo)位置關(guān)系；圖6探頭二掃描圖像中標(biāo)記點坐標(biāo)與物理坐標(biāo)位置關(guān)系；圖7超聲掃描設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖8探頭數(shù)據(jù)采集與圖像生成的流程示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。本實施例以兩個探頭為例進(jìn)行說明，如圖8所示的探頭數(shù)據(jù)采集與圖像生成的流程示意圖，該多探頭位置標(biāo)定方法包括如下步驟：步驟1，在設(shè)備載物臺上刻畫一個標(biāo)記，其中標(biāo)記可為任何能被探頭識別的標(biāo)記，如圖1所示，本發(fā)明以十字標(biāo)記為例進(jìn)行說明，該十字標(biāo)記的橫線與設(shè)備X向電機(jī)的運行方向平行，十字標(biāo)記的豎線與設(shè)備Y向電機(jī)的運行方向平行；步驟2，如圖2、圖3所示，選擇較高的掃描分辨率，設(shè)置兩個探頭的采樣頻率和掃描范圍后，設(shè)備X向和Y向電機(jī)帶動探頭在器件上方做往復(fù)運動，運動過程中，每到一個采樣點，探頭采集一次超聲波回波數(shù)據(jù)并通過AD轉(zhuǎn)換把該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為0到255范圍內(nèi)的數(shù)值，該數(shù)值作為該采樣點的圖像數(shù)據(jù)，如此循環(huán)往復(fù)，直至整個掃描范圍掃描結(jié)束。此時載物臺上十字標(biāo)記就轉(zhuǎn)化為掃描圖像里的十字標(biāo)記圖像；步驟3，如圖5、圖6所示進(jìn)行探頭圖像分析，得出十字中心的坐標(biāo)位置；步驟4，換算出兩個探頭中十字標(biāo)記的物理位置值，由于兩個十字標(biāo)記為同一個十字標(biāo)記，因此，換算出的兩個圖像中十字標(biāo)記的物理位置值之差就是兩個探頭的間距。計算過程如下：(1)建立如圖4所示的設(shè)備坐標(biāo)系和十字標(biāo)記坐標(biāo)的關(guān)系；(2)由圖4可得，十字標(biāo)記A的坐標(biāo)（Xa，Ya）；(3)由圖5可得，掃描起始點坐標(biāo)為（X1，Y1），十字中心在圖像中的坐標(biāo)為（X1a，Y1a），得出十字中心的物理坐標(biāo)為（X1+X1a，Y1+Y1a）；(4)由圖6可得，掃描起始點坐標(biāo)為（X1，Y1），十字中心在圖像中的坐標(biāo)為（X2a，Y2a），得出十字中心的物理坐標(biāo)為（X1+X2a，Y1+Y2a）；(5)設(shè)兩個探頭間的物理坐標(biāo)間距為（△X，△Y），由十字標(biāo)記物理位置的唯一性可知：△X=X2a-X1a，△Y=Y2a-Y1a；(6)計算完畢。在隨后的掃描中，首先依據(jù)上面得到的間距，計算出兩個探頭即將掃描出的圖像所需要裁剪的區(qū)域。然后在掃描過程中，判斷掃描得到的像素點是否位于裁剪區(qū)域中，如果位于區(qū)域中則直接裁剪掉，同時把兩個探頭裁剪后的圖像進(jìn)行實時拼接，如此循環(huán)往復(fù)，直至生成完整的器件掃描圖像。在超聲掃描設(shè)備包括三個以上探頭的情況下，可根據(jù)上述多探頭位置標(biāo)定方法計算相鄰探頭間的間距，然后在隨后的掃描中，依據(jù)得到的間距，計算出相鄰探頭即將掃描出的圖像所需要裁剪的區(qū)域，并在掃描過程中，判斷掃描得到的像素點是否位于裁剪區(qū)域中，如果位于區(qū)域中則直接裁剪掉，同時把相鄰探頭裁剪后的圖像進(jìn)行實時拼接，如此循環(huán)往復(fù)，直至生成完整的器件掃描圖像。如圖7所示，本發(fā)明采用的超聲掃描設(shè)備包括：X向電機(jī)、Y向電機(jī)、設(shè)備載物臺及至少兩個探頭，其中，設(shè)備載物臺上刻畫有用于標(biāo)定探頭位置的標(biāo)記。顯然，上面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。