改进YOLOv4算法的GFRP内部缺陷检测与识别
2021-09-23赵博研张鹏涛高建国
赵博研, 王 强, 王 毅, 张鹏涛, 高建国
(空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安, 710051)
复合材料是指几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料[1]。玻璃纤维因具有较强的拉伸强度、电绝缘性、阻燃性、耐高温性等优异性能而作为增强材料用于复合材料中[2-3]。玻璃纤维增强树脂基复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP)也因玻璃纤维的突出性能广泛应用于飞机机身、飞行器雷达罩[4]、热防护部件等结构。在GFRP的制备和应用过程中,不可避免地会出现内部分层、脱黏等损伤缺陷,对航空航天器产生安全威胁。选取对GFRP合适的检测手段,直接影响GFRP的损伤检测、质量控制、安全评估等过程的可靠性和高效性。
目前已有学者对GFRP的无损检测进行了研究,具有代表的检测手段有超声成像检测[5]、红外无损检测[6]、热波检测[7]等。太赫兹波对大部分非金属、非极性材料有较好的穿透能力,并具有低能性、穿透性、光谱识别性等[8-9],其与成像技术结合逐渐在无损检测领域取得优异表现[10]。郭小弟等人利用THz-TDS系统和返波振荡器连续太赫兹波系统对玻璃纤维复合材料的分层、夹杂金属和热损伤缺陷进行检测[11]。张丹丹等基于双高斯脉冲反卷积滤波技术提出一种太赫兹反射式层析成像,实现了GFRP的缺陷检测,并用B-scan成像方法进行了对比[12]。WANG Q等基于太赫兹时域和频域成像法,结合小波融合和多尺度边缘表示方法对玻璃纤维复合材料的夹层结构中分层缺陷进行了检测[13]。同时,由于太赫兹波低频段与毫米波有重叠,因此太赫兹图像与毫米波图像具有相似的特点:太赫兹波的衍射效应导致图像目标边缘模糊、干涉效应导致图像存在明显的明暗条纹[14-15]。……
