一种基于智能传感器的PVC扣板翘曲程度识别方法与流程

本发明涉及智能检测，具体为一种基于智能传感器的pvc扣板翘曲程度识别方法。

背景技术：

1、pvc扣板作为室内装饰和建筑吊顶中常用的板状型材，其平整度和翘曲程度直接影响安装贴合性、拼接缝隙一致性以及后续使用稳定性。在生产、仓储和出厂检验过程中，通常需要对pvc扣板是否存在整体弯曲、边缘翘起或对角扭曲等变形情况进行识别。现有检测方式多采用人工目测、直尺靠量、塞尺测量或单点高度检测等方式，其检测结果容易受检测人员经验、扣板摆放姿态、测量点选择以及支撑基准面平整状态影响，难以形成稳定、可重复的量化结果。

2、随着传感器检测技术的发展，也出现了利用高度传感器对板材表面进行阵列采样并计算高度偏差的检测方式，但该类方式通常仅关注扣板表面的高度分布，默认采样状态下的高度值能够直接反映扣板自由翘曲状态。实际上，pvc扣板在放置于支撑面上接受检测时，部分凸起或翘曲区域可能因自重、局部接触或支撑压力而被压平，使实际采集到的高度残差小于扣板在低约束状态下的真实翘曲幅度，尤其对于边缘翘起和局部扭曲区域，容易产生翘曲程度低估。同时，若仅通过整体最大高度差判断翘曲程度，也难以区分整体弯曲、边缘翘起和对角扭曲等不同变形形态，导致检测结果不能充分反映扣板的实际安装风险。因此，亟需一种能够结合高度采样与接触压力信息，对支撑压平影响进行识别和补偿，并综合评价pvc扣板翘曲程度的检测方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于智能传感器的pvc扣板翘曲程度识别方法，用于促进解决上述背景技术中所提到的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种基于智能传感器的pvc扣板翘曲程度识别方法，包括：

3、根据检测长度和允许最大间距确定轴向、横向采样位置数量并均匀划分得各采样位置坐标；

4、采集各采样位置空载与工作状态的高度测距值和压力值，计算实测高度值，并基于空载压力基准阈值和接触参考压力值确定各采样位置的接触强度系数；

5、由接触强度系数计算姿态拟合权重，加权最小二乘拟合整体姿态平面，将实测高度值与整体姿态平面高度值之差作为支撑状态下的实测翘曲残差；

6、按实际采样间距确定支撑影响基础半径并构建邻域集合，利用邻域内接触强度系数求取各采样位置的支撑约束覆盖系数；

7、基于接触强度系数计算自由可信权重，通过邻域集合的自由权重和值或候选参考位置确定自由趋势参考集合，进而计算自由翘曲趋势值；

8、根据自由翘曲趋势与实测残差的方向一致性、接触强度系数和支撑约束覆盖系数计算补偿，获得低约束等效翘曲残差；

9、利用低约束等效翘曲残差计算整体翘曲幅值、边缘翘起幅值、扭曲幅值和支撑压平低估比例，以预设权重加权求和得到pvc扣板翘曲程度识别值；

10、将各项翘曲幅值及翘曲程度识别值与允许阈值比较得超限比例并判定翘曲等级，结合支撑压平低估比例输出支撑压平风险提示作为最终检测结果。

11、可选的，所述根据检测长度和允许最大间距确定轴向、横向采样位置数量并均匀划分得各采样位置坐标，包括：

12、通过将待检测pvc扣板的长度方向、宽度方向分别确定为轴向方向和横向方向，并以轴向起始端与横向起始边的交点作为检测坐标原点，建立轴向坐标增大方向和横向坐标增大方向；

13、根据轴向检测长度、横向检测宽度以及允许最大采样间距，分别确定轴向采样位置数量和横向采样位置数量，并通过均匀划分检测长度和检测宽度的方式，确定各采样位置对应的轴向坐标和横向坐标，从而形成用于翘曲检测的二维采样坐标网格。

14、可选的，所述采集各采样位置空载与工作状态的高度测距值和压力值，计算实测高度值，并基于空载压力基准阈值和接触参考压力值确定各采样位置的接触强度系数，包括：

15、在未放置pvc扣板时采集空载测距值和空载压力值，并根据空载压力值确定空载压力基准阈值；

16、在放置pvc扣板后采集工作测距值和接触压力值，并由空载测距值与工作测距值之差确定各采样位置的实测高度值；

17、根据接触压力值与空载压力基准阈值的关系确定有效接触压力集合，并在有效接触压力集合不为空时计算接触参考压力值，进而将各采样位置的接触压力强度归一化为取值范围为零至一的接触强度系数。

18、可选的，所述由接触强度系数计算姿态拟合权重，加权最小二乘拟合整体姿态平面，将实测高度值与整体姿态平面高度值之差作为支撑状态下的实测翘曲残差，包括：

19、根据接触强度系数确定姿态拟合权重，使强接触压平区域在整体姿态平面拟合中的影响降低；

20、基于各采样位置的轴向坐标、横向坐标、实测高度值和姿态拟合权重，采用加权高度偏差平方和最小化方式确定整体姿态平面系数，并将实测高度值与对应的整体姿态平面高度值相减，得到支撑状态下的实测翘曲残差，从而消除整体倾斜放置对局部翘曲识别的干扰。

21、可选的，所述按实际采样间距确定支撑影响基础半径并构建邻域集合，利用邻域内接触强度系数求取各采样位置的支撑约束覆盖系数，包括：

22、根据轴向实际采样间距和横向实际采样间距确定支撑影响基础半径，并将与当前采样位置之间平面距离不大于该支撑影响基础半径的采样位置确定为邻域位置；随后基于邻域集合内各采样位置的接触强度系数以及其与当前采样位置之间的平面距离，进行距离加权计算，得到当前采样位置的支撑约束覆盖系数，用于表征当前采样位置附近受到支撑接触压平影响的覆盖程度。

23、可选的，所述基于接触强度系数计算自由可信权重，通过邻域集合的自由权重和值或候选参考位置确定自由趋势参考集合，进而计算自由翘曲趋势值，包括：

24、根据接触强度系数确定各采样位置的自由可信权重，并根据邻域集合内自由可信权重的和值判断是否可直接采用邻域集合作为自由趋势参考集合；

25、当邻域自由参考不足时，进一步从全检测区域中筛选自由可信权重大于预设自由可信阈值的采样位置作为候选自由参考位置，若仍不存在候选自由参考位置，则按照自由可信权重排序选取兜底自由参考位置；

26、基于最终自由趋势参考集合内各参考采样位置的实测翘曲残差、自由可信权重以及平面距离进行加权计算，得到当前采样位置在低约束状态下应当呈现的自由翘曲趋势值。

27、可选的，所述根据自由翘曲趋势与实测残差的方向一致性、接触强度系数和支撑约束覆盖系数计算补偿，获得低约束等效翘曲残差，包括：

28、通过比较自由翘曲趋势值与支撑状态下的实测翘曲残差的方向关系，确定方向一致判定值，避免将相反方向的局部突变误认为支撑压平；

29、根据自由翘曲趋势值与实测翘曲残差的幅值差确定被压平差值，并结合接触强度系数、支撑约束覆盖系数、方向一致判定值以及自由翘曲趋势值的符号函数值，计算支撑反向压平补偿量；

30、将支撑状态下的实测翘曲残差与支撑反向压平补偿量相加，得到低约束等效翘曲残差。

31、可选的，所述利用低约束等效翘曲残差计算整体翘曲幅值、边缘翘起幅值、扭曲幅值和支撑压平低估比例，以预设权重加权求和得到pvc扣板翘曲程度识别值，包括：

32、根据全部采样位置的低约束等效翘曲残差的最大值与最小值计算整体翘曲幅值，根据边界采样位置的低约束等效翘曲残差绝对值计算边缘翘起幅值，并根据四角位置的低约束等效翘曲残差计算扭曲幅值；

33、通过比较低约束等效翘曲残差与支撑状态下的实测翘曲残差的最大绝对值，确定支撑压平低估比例；

34、根据整体翘曲幅值、边缘翘起幅值、扭曲幅值和支撑压平低估比例的加权组合，得到pvc扣板翘曲程度识别值。

35、可选的，所述将各项翘曲幅值及翘曲程度识别值与允许阈值比较得超限比例并判定翘曲等级，结合支撑压平低估比例输出支撑压平风险提示作为最终检测结果，包括：

36、获取待检测pvc扣板对应批次的整体翘曲允许阈值、边缘翘起允许阈值、扭曲允许阈值和综合翘曲程度识别阈值，并分别计算整体翘曲幅值、边缘翘起幅值、扭曲幅值以及pvc扣板翘曲程度识别值相对于对应阈值的比值，以其中最大值作为超限比例；

37、根据超限比例输出合格、轻度翘曲、中度翘曲或重度翘曲状态，并根据支撑压平低估比例输出低、中或高支撑压平风险，最终形成包括pvc扣板翘曲等级和支撑压平风险提示的检测结果。

38、本发明具备以下有益效果：

39、1、在传统平铺检测模式下，pvc扣板因自身重力或夹具固定而产生的支撑压平效应，会将真实存在的局部翘曲强行压合至接近基准面，导致传感器采集的高度数据严重失真，使后续评判失去根基。本发明创造性地构建了一套从识别压平强度到还原自由形态的补偿机制。首先，通过支撑约束覆盖系数精准量化了任意检测点位受周边接触压紧区域约束的程度，并以此为基础筛选受支撑影响极低的“自由趋势参考集合”。接着，利用这些高可信度参考点的翘曲残差，以距离加权的空间插值方式，为每个受压平影响的点推演出其在低约束状态下本应呈现的自由翘曲趋势值。尤为关键的是，通过引入方向一致判定值，避免了将相反方向的正常局部凹陷误判为压平并进行错误补偿，保证了补偿方向与真实变形方向的高度一致性。最终，将被压平差值与趋势方向符号函数结合，生成支撑反向压平补偿量，对原始实测残差进行修正，得到低约束等效翘曲残差。这一系列处理，相当于从物理上“剥离”了支撑接触带来的外力束缚，使获得的翘曲数据无限逼近板材在自然无约束放置时的真实轮廓。

40、2、合理的采样网格是保证翘曲检测无遗漏且数据可用的基础，固定步长或任意设置的采样方式极易导致关键变形区域的特征被跳空或采样过密造成数据冗余。本发明提出了一种自适应采样位置规划方法，能够根据待检测pvc扣板的实际外形尺寸和工程上设定的允许最大采样间距，自动生成最优的采样网格布局。该方法将轴向检测长度除以允许轴向最大采样间距所得的商进行向上取整后再加一，得到沿长度方向的采样位置总数，确保了即使检测长度无法被间距整除，采样间隔也绝不会超过允许上限，同时两端端点均被强制纳入采样位置，使板材首尾边缘的翘起趋势被完整捕捉。同理，宽度方向也以相同的逻辑确定横向采样位置数量。之后，将检测长度和宽度分别均匀划分为比采样位置数少一个的区间，从而保证了每个采样位置在整个板材表面呈行列等距均匀分布。这种技术手段实现了“以板材尺寸定网格、以间距上限保精度”的自适应布点，既避免了因采样点过疏导致局部严重翘曲被漏检，又杜绝了因采样点过密而浪费检测时间和数据处理资源，兼顾了检测完整性与经济性，为后续的平面拟合、压平补偿等复杂运算提供了一个布局规整、代表性强的高质量采样点阵。

41、3、在支撑检测条件下，被压平区域的采样点会严重干扰对板材整体放置姿态的正确判断，若将这些受迫接触点与自由悬空点等同看待，拟合出的姿态平面会向压平区域倾斜，导致整个板面的翘曲程度被错误估计。本发明对此设计了双层次的抗干扰策略。在第一层次，利用未放置板材时空载压力值的中位数和绝对中位差，构建出具有统计鲁棒性的空载压力基准阈值，有效抵抗了传感器噪声和数据扰动。放置板材后，通过比较接触压力值与基准阈值，筛选出真正的有效接触点，并以其中位数为基准计算各点的接触强度系数，形成从零到一的连续强度映射。在第二层次，创造性地将“一减去接触强度系数”作为姿态拟合权重，使压平强度越大的点获得越低的拟合参与权重，甚至趋近于零，而悬空点保持接近一的完整权重。在加权最小二乘求解整体倾斜平面时，这一机制自动压制了强接触区域对平面方程的拖拽效应，使拟合出的姿态平面真正反映板材整体的自然搁置趋势而非受迫变形后的假象。扣除该姿态平面后得到的实测翘曲残差，最大限度地剔除了姿态倾斜伪影，为后续的自由翘曲还原奠定了干净的初始数据基础。

42、4、单一维度的翘曲指标往往只能片面反映板材某一类变形特征，无法支撑全面、准确的质量评定，尤其容易忽略对角线方向的扭曲变形和由支撑压平导致的检测风险。本发明构建了多维度综合评估体系，从补偿后的低约束等效翘曲残差中提取四项核心指标。整体翘曲幅值通过全板面最大与最小残差之差反映板材的整体弯拱程度；边缘翘起幅值从四边边缘采样点残差绝对值中层层取最大值，专门捕捉边缘翘起的极限状态；扭曲幅值通过对四个角点残差的交叉相减和取半运算，精准量化对角方向的扭转程度。尤为关键的是，引入了支撑压平低估比例，通过比较补偿前后残差绝对值最大值的变化，客观度量了直接使用支撑实测值会带来的低估程度。随后，将这些物理意义明确的指标，按整体翘曲权重百分之四十五、边缘翘起权重百分之三十、扭曲权重百分之十五和低估修正权重百分之十的比例加权融合，形成唯一的翘曲程度识别值。最后，通过计算各指标相对于批次允许阈值的超限比例并取最大值，自动判定合格、轻度、中度、重度四级翘曲状态，并依据低估比例输出低、中、高三级支撑压平风险提示。这一过程将复杂多维的变形信息压缩为直观的等级和风险语言，不仅提高了质量判定的客观性和全面性，还特别向操作者揭示了因压平导致误判的可能性，为pvc扣板的出厂质量控制提供了真正可靠且可解释的决策依据。