(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211133779.5 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 博格达智能装备 （南 通） 有限公司 地址 226000 江苏省南 通市海安市城东 镇 经一路6号 (72)发明人 蒋宏波　 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质 量检测系统 (57)摘要 本发明涉及塑料管材连接技术领域， 具体涉 及一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量 检测系统， 该系统包括第一数据采集单元： 用于 采集切削热熔工作中管道管口的直径、 冷却温度 和端面图像， 得到管道管口的形变量典型程度、 熔接冷却稳定性和端面外轮廓对应的傅里叶描 述子； 第二数据采集单元： 获取切削热熔工作的 工作特例程度和管口端面切削特征， 以结合形变 量典型程度和熔接冷却稳定性组成工作质量特 征向量； 异常状态检测单元： 利用多个工作质量 特征向量训练Adaboost二分类器， 由训练好的 Adaboost二分类器对切削热熔工作进行异常状 态检测。 本发明能够快速准确地进行异常预警， 以方便及时发现问题， 对工艺质量检测起到辅助 作用。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115265669 A 2022.11.01 CN 115265669 A 1.一种基于二分类 器的管材切削热 熔工艺质量检测系统， 其特 征在于， 该系统包括： 第一数据采集单元， 用于在当前切削热熔工作中， 基于不同的测量角度获取管道管口 的直径， 得到直径序列， 根据直径序列中的直径差异得到管道管口的形变量 典型程度； 基于 采样频率， 获取管道管 口每个区域的冷却温度到达温度阈值时的温度变化序列， 分别计算 每个温度变化序列对应的熔接冷却系 数， 得到熔接冷却系 数序列， 根据所述熔接冷却系 数 序列中熔接冷却系 数的差异得到管道管 口的熔接冷却稳定性； 获取管道管 口的端面图像， 根据端面图像得到端面外轮廓对应的傅里叶描述子； 第二数据采集单元， 用于结合所述熔接冷却系数序列、 所述熔接冷却稳定性和所述傅 里叶描述子计算当前切削热熔工作的工作特例程度； 将所述傅里叶描述子中的低频分量组 成当前切削热熔工作下 的管口端面切削特征； 将所述形变量典型程度、 所述熔接冷却稳定 性、 所述工作特例程度和所述管口端面切削特征 组成当前切削热熔工作的工作质量特征向 量； 异常状态检测单元， 用于获取多个切削热熔工作的所述工作质量特征向量， 根据所述 工作特例程度之间的差值对所有的所述工作质量特征向量进 行聚类， 得到由所述工作质量 特征向量组成的正常样本集合和异常样本集合； 利用正常样本集合和异常样本集合对 Adaboost二分类器进行训练， 得到Adab oost二分类器的强分类器， 利用所述强分类器对切 削热熔工作进行异常状态检测。 2.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述第一数据采集单元中根据直径序列中的直径差异得到管道管口的形变量 典型程 度的方法， 包括： 分别计算直径序列中任意两个直径之间的差值绝对值， 根据差值绝对值计算差值绝对 值的方差， 将方差作为所述形变量典型程度。 3.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述第一数据采集单元中根据所述熔接冷却系数序列中熔接冷却系数的差异得到管 道管口的熔接冷却稳定性的方法， 包括： 分别计算所述熔接冷却系数序列中任意两个熔接冷却系数之间的比值， 基于比值计算 所述熔接冷却稳定性， 其中， 熔接冷却稳定性 的计算公式为： 其中， 为均值化函数； 为绝对值函数； 为所述熔接冷却系数序列中第 个熔接冷却系数； 为所述熔接冷却系数序列中第 个熔接冷却系数； 为常数。 4.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述第二数据采集单 元中工作特例程度的获取 方法为： 获取管道管口的标准端面外轮廓所对应的标准傅里叶描述子， 计算所述傅里叶描述子 与标准傅里叶描述子之 间的相似程度； 获取所述熔接冷却系数序列的平均熔接冷却系数和 最大熔接冷却系数， 结合相似程度、 平均熔接冷却系数、 最大熔接 冷却系数以及所述熔接冷 却稳定性得到 工作特例程度， 其中所述工作特例程度的计算公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115265669 A 2其中， 为所述工作特例程度； Cosine （*） 为余弦相似度函数； mean （*） 为均值函数； Max （*） 为求取最大值函数； 为标准傅里叶描述子； 为所述傅里叶描述子； 为所述熔 接冷却稳定性； 为所述熔接冷却系数序列。 5.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述异常状态检测单 元中正常样本集 合和异常样本集 合的获取 方法， 包括： 分别计算任意两个所述工作质量特征向量中对应所述工作特例程度的差值， 将差值作 为样本距离， 基于样 本距离， 对 所有的所述工作质量特征向量进 行DBSCAN聚类， 得到多个聚 类簇和孤立 点； 将孤立点对应的所述工作质量特征向量组成所述异常样本集合， 将所有聚类簇 中的所 述工作质量特 征向量组成所述 正常样本集 合。 6.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述异常状态检测单 元中还包括对所述异常样本集 合的优化， 其优化方法为： 对所述异常样本集合中的所述工作特例程度进行统计， 得到所述工作特例程度的中 值， 获取所述异常样本集合中大于中值所对应的目标工作质量特征向量， 将所有目标工作 质量特征向量中的各元素进行随机组合， 得到多个新工作质量特征向量， 将新工作质量特 征向量放入所述异常样本集 合中。 7.如权利要求1所述的一种基于二分类器的管材切削热熔工艺质量检测系统， 其特征 在于， 所述异常状态检测单元中利用所述强分类器对切削热熔工作进 行异常状态检测的方 法， 包括： 根据所述强分类器分别获取多个历史切削热熔工作的历史响应值， 根据 所述历史响应 值获取响应值阈值； 根据所述强分类器分别获取实时切削热熔工作的实时响应值， 以及实时切削热熔工作 之前的连续K次切削热熔工作的响应值， K为正整数， 当所述实时响应值和所述响应值中存 在低于所述响应值阈值时， 进行实时切削热 熔工作的异常预警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115265669 A 3