Page 56 - 2023中国无损检测年度报告
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队和 5 个省级高水平本科教学团队。 特征成像检测系统
实验室无损检测智能化方向带头人陈震教授 针对航空齿轮磨削烧伤的酸洗检查时间长、
领衔，联合中国科学院自动化研究所、电子科技 废液处理难、需要人工判别的问题，研制了七轴
大学完成的科技成果项目《面向动态复杂场景的 联动机器人自动扫查的电磁多参数特征成像系统
视觉运动估计与目标感知理论及应用》荣获 2023 （见图２），采用数字孪生技术实现磨削烧伤的
中国航空学会科学技术奖自然科学一等奖。 三维 C 扫成像。研制了扁平式仿形电磁多参数探
头，可抑制齿面曲率变动的影响，实现齿根受限
3 代表性研究成果
空间内的仿形扫查。采用数据驱动模型融合电磁
3.1 航空曲面构件自适应虚拟源仿形全聚焦超声 多参数特征对齿面应力、硬度进行同步表征，实
检测系统 现了航空齿轮表面磨削质量的快速无损定量表征。
为解决现有超声检测技术难以适用于复杂曲
面构件自动无损检测的技术瓶颈，形成面向航空
叶片、壁板等复杂型面构件的自动化检测装备，
利用构件表面回波信号时间差建立静态轮廓点，
并根据探头扫描位姿反演用于表征构件轮廓形状
的动态轮廓点，并将各扫描位置上的动态轮廓点
进行融合，获得反映构件实际轮廓和位置的重建
点云图。提出了基于自适应虚拟源点云重建的双
层非规则介质的仿形超声成像检测方法，实现了
复杂型面构件的轮廓测量和超声成像；提出了基 (a) 成像检测系统
于相干加权算法的工件内部缺陷高精度测量及
表面盲区抑制方法，使内部缺陷测量精度达到
0.8 mm，表面盲区在 2.5 mm 以内，此技术已
应用于某中国航发企业。航空曲面构件自适应
虚拟源仿形全聚焦超声检测系统结构及成像结
果示例如图１所示。
(b) 工作图
图２ 航空齿轮磨削烧伤的机器人多参数特征成像
检测系统及工作图
3.3 机械臂三维形貌测量系统
(a) 检测系统 针对在航空设备等较大物体的三维形貌测量
中遇到被测面复杂且具有高光现象，或需要原位
测量等问题，开发了基于结构光投影技术的三维
测量技术，结合机械臂构成三维形貌测量系统（见
图３）。
提出投影条纹周期校正模型提高测量精度；
采用时间相位展开法解决大物体相位解包裹问题；
(b) 成像结果示例 提出基于二进制条纹离焦和双频光栅傅里叶变换
轮廓术方法来实现物体快速、高精度三维面形测
图１ 航空曲面构件自适应虚拟源仿形全聚焦超声检测系
量；提出新的相位编码方式，采用彩色条纹编码
统结构及成像结果示例
提高物体三维测量的速度和精度，实现动态物体
3.2 航空齿轮磨削烧伤的七轴联动机器人多参数
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