本發明屬于輪椅部件焊接缺陷檢測，尤其涉及一種輪椅部件焊接缺陷在線檢測系統及方法。
背景技術：
1、輪椅是康復的重要工具。普通輪椅一般由輪椅架、車輪、座靠、剎車裝置等部分組成。輪椅一旦發生故障，容易引發人的生命受到傷害的災難性事故，其后果非常嚴重。因此，輪椅部件焊接缺陷對輪椅的安全使用具有非常重要的意義。
2、輪椅主要由管狀零件焊接組裝構成，管狀零件焊接是將兩個端口相重合的圓形材料采用熔化電弧焊接成一體，因此管狀零件的焊點處于管狀零件的外部，焊點分布在圍繞管狀零件管徑外環面。管狀焊接零部件的焊接缺陷部分會導致內腔裸露，導致腔體內易發生銹蝕。焊縫的缺陷會引起結構穩定性大幅降低，承載能力相應大幅下降。焊縫缺陷的長度和深度對薄壁管狀結構的局部穩定性均具有影響，當缺陷達到一定程度，會引起結構穩定性發生質的變化。
3、輪椅表面的缺陷檢測主要依靠人工進行，具有檢測效率低、檢測結果準確率較低和檢測主觀性較強的缺點，輪椅安全檢測技術研究還不夠全面。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本發明提供一種輪椅部件焊接缺陷在線檢測系統，具有非接觸測量、檢測速度快、檢測精度高、可長時間穩定工作的優點。
2、本發明還提供一種所述輪椅部件焊接缺陷在線檢測系統的檢測方法。
3、注意，這些目的的記載并不妨礙其他目的的存在。本發明的一個方式并不需要實現所有上述目的。可以從說明書、附圖、權利要求書的記載中抽取上述目的以外的目的。
4、本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
5、一種輪椅部件焊接缺陷在線檢測系統，包括圖像采集機構、第一直線運動機構、第二直線運動機構、連接架、零件載物臺、第三直線運動機構和控制單元；
6、所述圖像采集機構包括多個工業面陣相機組，零件載物臺的上方和下方均分別設置多個工業面陣相機組，零件載物臺上方和下方中間的工業面陣相機組分別與外部支架連接，位置保持不變，零件載物臺的兩側分別設有連接架，零件載物臺上方兩側的工業面陣相機組分別設置在連接架的上部，零件載物臺下方兩側的工業面陣相機組分別設置在連接架的下部，連接架的底部設有直線導軌；
7、所述第一直線運動機構與零件載物臺上方一側的工業面陣相機組連接，第二直線運動機構與零件載物臺上方另一側的工業面陣相機組連接，驅動零件載物臺兩側的連接架沿底部直線導軌向左右移動到焊點所在的管狀零件水平線上，實現對焊點部位的拍攝；
8、所述第三直線運動機構設置在零件載物臺底部的兩側，驅動零件載物臺前后移動；
9、所述控制單元分別與工業面陣相機組、第一直線運動機構、第二直線運動機構和第三直線運動機構連接；控制單元控制第一直線運動機構、第二直線運動機構移動連接架使得零件載物臺上方兩側的工業面陣相機組左右移動，控制第三直線運動機構使得零件載物臺前后移動，工業面陣相機組用于采集零件載物臺上待測零件的圖像并傳遞給控制單元；控制單元通過缺陷檢測模型采用yolov8改進算法對采集到的圖像進行缺陷檢測。
10、上述方案中，所述工業面陣相機組包括固定板、光源固定模塊、相機固定模塊、工業面陣相機和工業面陣光源；
11、所述固定板的前后兩端分別設有工業面陣相機，工業面陣相機通過相機固定模塊與固定板連接；
12、所述工業面陣光源通過光源固定模塊安裝在固定板上。
13、上述方案中，所述第一直線運動機構、第二直線運動機構的結構相同，均分別包括第一驅動電機、第一滑塊和第一導軌；
14、所述第一驅動電機的輸出軸與第一滑塊連接，驅動第一滑塊在第一導軌上做直線運動。
15、上述方案中，所述第三直線運動機構包括第二驅動電機、第二滑塊、第二導軌和直桿；
16、第二導軌分別設置在零件載物臺的兩側，兩個第二導軌通過直桿連接，第二導軌上分別設有第二滑塊，零件載物臺的兩側分別與第二滑塊連接，第二驅動電機的輸出軸與其中一個第二滑塊連接，驅動第二滑塊沿第二導軌直線運動。
17、上述方案中，所述零件載物臺為鏤空橫條式結構包括主體框架和載物輻條；
18、所述主體框架內設有多條平行布置的載物輻條，載物輻條用于擺放輪椅部件。
19、上述方案中，所述控制單元包括圖片采集模塊、數據存儲模塊、缺陷檢測模塊和結果顯示模塊；
20、所述圖像采集模塊用于控制第二直線運動機構運動，帶動零件載物臺運動，零件載物臺上的輪椅部件在工業面陣相機組下經過，控制工業面陣相機組的工業面陣光源打開，控制零件載物臺上下方的工業面陣相機拍攝輪椅部件的焊接缺陷，并傳遞給數據存儲模塊；
21、所述數據存儲模塊用于將采集到的圖片保存至待檢測文件夾內；
22、所述缺陷檢測模塊用于通過采用yolov8改進算法的缺陷檢測模型對采集到的圖像進行缺陷檢測；
23、所述結果顯示模塊用于顯示檢測結果，標記出缺陷類型和缺陷個數。
24、一種根據所述的輪椅部件焊接缺陷在線檢測系統的控制方法，包括以下步驟：
25、步驟s1、上料：將待測的輪椅部件放置在零件載物臺上，并與載物輻條貼合；
26、步驟s2、位置調整：控制單元控制第一直線運動機構和第二直線運動機構使得對應的工業面陣相機組運動到輪椅部件管狀缺陷所在水平線；
27、步驟s3、工業面陣相機組調整：調整工業面陣相機組的焦距和光源強度；
28、步驟s4、圖像采集：控制單元控制第二直線運動機構運動，帶動零件載物臺運動，零件載物臺上的輪椅部件在工業面陣相機組下經過，控制單元控制工業面陣相機組的工業面陣光源打開，控制零件載物臺上下方的工業面陣相機拍攝輪椅部件的焊接缺陷，并傳遞給控制單元；
29、步驟s5、圖像缺陷檢測：控制單元通過缺陷檢測模型采用yolov8改進算法對采集到的圖像進行缺陷檢測；
30、步驟s6、結果顯示：控制單元在顯示界面上展示檢測結果，標記出缺陷類型和缺陷個數。
31、上述方案中，所述步驟s5圖像缺陷檢測具體包括以下步驟：
32、s5.1、拍攝輪椅部件焊接缺陷樣本集，并進行預處理：
33、焊接缺陷類型包括焊洞、焊縫、成片焊渣，拍攝輪椅部件焊接部位的圖片作為樣本集，利用數據增強擴充數據集，將整個數據集隨機劃分為訓練集和驗證集；
34、對訓練集和驗證集中的所有缺陷圖像進行拉框標注，標注內容包括三種缺陷的具體位置和類別信息；
35、將標注后的xml文件格式轉換為yolo數據格式，生成的txt文件包括圖像文件名、對應的標注文件以及每個標注區域的類別標簽、邊界框坐標信息，生成訓練集train.txt和驗證集val.txt文件列表；
36、s5.2、對yolov8n模型進行改進：
37、在yolov8n網絡中骨干網絡和頸部網絡部分采用c2fghostv2特征提取模塊替代c2f模塊，c2fghostv2模塊使用ghostv2bottleneck代替c2f模塊中的bottleneck；
38、在yolov8n模型中添加seattention模塊，拍攝的圖片輸入yolov8n模型經過c2fghostv2的卷積生成本征特征圖，然后本征特征圖每一個通道通過線性變換生成ghost特征圖，最后將本征特征圖和ghost特征圖拼接成最后的特征圖，將特征圖x進行壓縮處理，將原特征圖大小c×h×w壓縮到c×1×1，壓縮處理公式如下所示：
39、
40、其中，zc為通道c的壓縮特征信息，c為通道數，fsq為壓縮函數，uc為卷積后的結果，h為圖片的高度，w為圖片的寬度，uc(i,j)為原始特征圖的第c個通道中位置(i,j)的元素；
41、利用擠壓操作中聚合的信息，完全捕獲通道依賴關系，得到注意力權重s如下式所示：
42、s＝fex(z,w)＝σ(w2δ(w1z))
43、其中，fex為激勵函數，σ為sigmoid函數，δ為relu函數，w1為第一個全連接層參數，w2為第二個全連接層參數，將注意力權重s加權到每個通道特征上，最終輸出具有通道注意力的特征圖；
44、通過se注意力機制對通道的重要性進行建模，將se注意力機制融合在骨干網絡，輸出特征圖公式如下所示：
45、
46、其中，fs％ale為縮放操作，sc為第c個通道的權重，uc為原始特征圖中第c個通道的特征；
47、在yolov8n模型中添加了一個微小物體的檢測頭，檢測特征圖分辨率大小為160x160，用于檢測像素尺寸大小在4x4以上的目標；
48、在yolov8n網絡中采用wise_iou替換ciou作為損失函數，wise_iou公式如下所示：
49、lwiou＝r×rwiou×liou
50、
51、liou＝1-iou
52、
53、其中，liou∈(0,1)代表中等質量錨框，rwiou∈(0,e)代表著高質量錨框，r為非單調聚焦系數，β表示離群度，為變量轉換的常量，為動量m的運行平均值，tn為訓練的迭代次數；α，β為學習參數，學習參數α用于控制分類損失的權重，學習參數β用于控制損失函數中的離群度，x，y為預測框中心點的坐標，xgt，ygt為真實框中心點的坐標，wg和hg為預測框和真實框的外接矩形的寬和高；
54、采用訓練集訓練改進后的yolov8n模型，根據驗證集驗證結果動態調整模型，直至達到預期的表面缺陷識別準確率，得到訓練后的yolov8n模型；
55、s5.3、基于訓練后的yolov8n模型進行焊接缺陷的檢測：將工業面陣相機組采集的圖像輸入到改進后的yolov8n模型，采用yolov8改進算法對采集到的圖像進行缺陷檢測，得到缺陷類型和缺陷個數。
56、上述方案中，所述步驟s5.1預處理中數據增強方式包含了將圖片旋轉和添加模糊，通過將樣本集照片旋轉180°和添加模糊噪聲以擴充數據集。
57、上述方案中，還包括步驟s7二次檢測，
58、如果第一檢測到嚴重缺陷，則需重新采集圖像以進行復檢確認：
59、s7.1、將第一輪檢測到的缺陷剔除，對第一輪未檢測出缺陷的圖片進行第二輪檢測；
60、s7.2、對第一輪檢測到的缺陷的位置進行第二輪檢測，系統將返回到圖像采集步驟，重新獲取圖像并對重新拍攝的圖像進行缺陷檢測分析。
61、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
62、本發明控制單元控制第一直線運動機構、第二直線運動機構移動連接架使得零件載物臺上方兩側的工業面陣相機組左右移動，到焊點所在的管狀零件水平線上，控制第三直線運動機構使得零件載物臺前后移動，工業面陣相機組用于采集零件載物臺上待測零件的圖像并傳遞給控制單元；控制單元通過采用yolov8改進算法的缺陷檢測模型對采集到的圖像進行缺陷檢測，可以實現對企業生產線多種型號的輪椅的焊接部位進行缺陷檢測；本發明可以實現多種焊接缺陷高精度的檢測。本發明縮短了中單個輪椅部件的焊接缺陷檢測時間；本發明具有非接觸的測量、檢測速度快、檢測精度高、可長時間穩定工作的優點。
63、注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。本發明的一個方式并不一定必須具有所有上述效果。可以從說明書、附圖、權利要求書等的記載顯而易見地看出并抽出上述以外的效果。