CN117124559B - 一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料加工技术领域，提出了一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法及装置，包括：获取仪表板塑件的图数据，基于每个像元所在局部区域内的热量辐射特征获取辐射差异系数；根据每个像元所取局部窗口内的冷却不均匀特征确定冷却不均匀系数；基于辐射差异系数以及冷却未完成指数获取第一冷却评估图；基于每个闭合轮廓上不同像元处的闭合轮廓宽度获取轮廓冷却开裂系数；根据邻域窗口内闭合轮廓的分布特征获取疑似开裂显著值；基于疑似开裂显著值确定第二冷却评估图；根据初次冷却效果图中未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。本发明通过对初次冷却后的未完全冷却区域的判断，提高对冷却参数的调控精度。

Description

一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法及装置

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，具体涉及一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法及装置。

背景技术

塑料是汽车内外饰制作过程中的常用材料之一，按照塑料融化、填充模具、冷却顶出的加工工艺流程制作符合生产要求的汽车内外饰。其中注塑成型的冷却过程则是塑料汽车内外饰成品质量的关键，冷却时间过短，可能会导致塑件没有完全固化，导致塑件变形，冷却时间过长则影响生产效率，所以需要针对不同的汽车内外饰设置合适的冷却时间，来提升塑件质量以及生产效率。

然而汽车内外饰的形状复杂，厚度不一，例如行李箱护板是形状较为规则，而仪表板、副仪表板、杂物箱等内饰件的制作复杂度较高，复杂度越高的内外饰件的冷却效果越容易不均匀。此外在塑件冷却过程中，冷却设备也会因为长时间的冷却工作而导致其本身也会产生一定的热量，导致对模腔的冷却效率产生影响。因此需要在汽车内外饰的塑件冷却效果以及冷却均匀性进行评估，通过冷却效果以及冷却均匀性的评估结果对冷却装置进行调控，降低冷却顶出的塑件成品质量不合格率。

发明内容

本发明提供一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法及装置，以解决利用热成像技术评估仪表板塑料冷却均匀性时对未完全冷却区域识别精度低的问题，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明一个实施例提供一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，该方法包括以下步骤：

获取仪表板塑件成型过程中的图数据，所述图数据包括塑件热成像数据以及冷却灰度图；

基于塑件热成像数据中不同位置局部区域内热量辐射的扩散特征以及冷却效果的不均匀性构建第一冷却评估图；

基于冷却灰度图上每个闭合轮廓上不同像元处的闭合轮廓宽度获取每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数；根据冷却灰度图上每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的分布特征获取每个像素点的疑似开裂显著值；基于冷却灰度图上每个像素点的疑似开裂显著值确定第二冷却评估图；

采用四元数傅里叶变换的相位谱模型基于所述第一冷却评估图、第二冷却评估图获取初次冷却效果图；根据初次冷却效果图中未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。

优选的，所述基于塑件热成像数据中不同位置局部区域内热量辐射的扩散特征以及冷却效果的不均匀性构建第一冷却评估图的方法为：

基于塑件热成像数据中每个像元所在局部区域内的热量辐射特征获取每个像元的辐射差异系数；

根据塑件热成像数据中每个像元所取局部窗口内的冷却不均匀特征确定每个像元的冷却不均匀系数；

将每个像元的辐射差异系数与每个像元的冷却不均匀系数的乘积作为归一化函数的输入，将所述归一化函数的输出作为每个像元的冷却未完成指数；利用每个像元的冷却未完成指数替换每个像元的温度值，将遍历塑件热成像数据上的所有像元后的替换结果作为第一冷却评估图。

优选的，所述基于塑件热成像数据中每个像元所在局部区域内的热量辐射特征获取每个像元的辐射差异系数的方法为：

根据每个像元所取局部窗口内不同热量辐射方向上温度值的变化确定每个像元的热量辐射指数；

将塑件热成像数据中每个像元的温度值作为每个像元的参数值，将塑件热成像数据中所有像元的参数值作为Sobel算子中计算梯度幅值的元素值，采用Sobel算子获取塑件热成像数据中每个像元的温度梯度幅值；

将每个像元所取局部窗口内温度梯度幅值的最大值、最小值之间的差值作为第一差值；

将塑件热成像数据中温度梯度幅值的最大值与每个像元的温度梯度幅值的差值作为第二差值，将第二差值与预设参数之和作为分母，将第一差值与分母的比值作为第一组成因子；

每个像元的辐射差异系数由每个像元的热量辐射指数、第一组成因子两部分组成，其中，所述辐射差异系数与热量辐射指数、第一组成因子成正比关系。

优选的，所述根据每个像元所处局部区域内不同热量辐射方向上温度值的变化确定每个像元的热量辐射指数的方法为：

将塑件热成像数据中每个像元作为一个辐射目标，将以每个辐射目标为中心点的预设尺寸的局部窗口内任意一个热量辐射方向上任意一个像元的温度值与辐射目标温度值的差值作为第一累加因子；

将第一累加因子在每个像元所取局部窗口内所有热量辐射方向上的累加作为每个像元的热量辐射指数。

优选的，所述根据塑件热成像数据中每个像元所取局部窗口内的冷却不均匀特征确定每个像元的冷却不均匀系数的方法为：

分别计算每个辐射目标所取局部窗口内每个热量辐射方向上像元的温度值与每个辐射目标温度值的差值绝对值，将所述差值绝对值最大值对应的热量辐射方向作为每个辐射目标的热量影响方向，将每个辐射目标的热量影响方向与水平方向的夹角作为每个辐射目标的热量影响角度；

每个像元所取局部窗口内的任意一个像元的温度值、热量影响角度组成数组的数量与每个像元所取局部窗口内像元数量的比值作为所述数组的频率；

根据每个像元所取局部窗口内所有数组的频率确定每个像元的冷却不均匀系数。

优选的，所述根据每个像元所取局部窗口内所有数组的频率确定每个像元的冷却不均匀系数的方法为：

将每个像元所取局部窗口内每个数组的出现频率作为对数函数的输入，获取所述对数函数的输出与每个像元所取局部窗口内每个数组的出现频率的乘积在每个像元所取局部窗口上的累加结果，将所述累加结果与预设参数之和的倒数作为每个像元的冷却不均匀系数。

优选的，所述基于冷却灰度图上每个闭合轮廓上不同像元处的闭合轮廓宽度获取每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数的方法为：

每个闭合轮廓上每个像元标记为一个轮廓像元，确定每个闭合轮廓上每个轮廓像元的坐标信息，将每个闭合轮廓上与每个轮廓像元横坐标相同且欧式距离最小的像元作为每个轮廓像元的轮廓匹配像元；将每个轮廓像元与其轮廓匹配像元之间的欧氏距离作为每个轮廓像元处的闭合轮廓宽度；

获取每个闭合轮廓上所有轮廓像元处的闭合轮廓宽度的均值，将每个闭合轮廓上所有轮廓像元处的闭合轮廓宽度与所述均值差值的平方在每个闭合轮廓上的均值作为第二组成因子；

将第二组成因子与所述均值的乘积作为每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数。

优选的，所述根据冷却灰度图上每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的分布特征获取每个像素点的疑似开裂显著值的方法为：

确定每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的数量以及所述每个闭合轮廓对应最小外接矩形的中心点；

将每个像素点与其所取邻域窗口内所有闭合轮廓对应最小外接矩形的中心点之间的欧氏距离在所述邻域窗口内的累加和作为每个像素点的邻域平滑因子；

将每个像素点所取邻域窗口内所有闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数的累加和与所述邻域平滑因子的比值作为归一化函数的输入，将所述归一化函数的输出作为每个像素点的疑似开裂显著值。

优选的，所述根据初次冷却效果图中未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制的方法为：

通过阈值分割算法获取初次冷却效果图中所有像素点显著值的最优划分阈值，将显著值大于等于所述最优划分阈值的区域标记为未完全冷却区域；

对于存在所述未完全冷却区域的初次冷却效果图，增大冷却装置中冷却液的流量以及冷却液液压；对于不存在所述未完全冷却区域的初次冷却效果图，保持冷却装置中冷却液的流量以及冷却液液压不变。

第二方面，本发明一个实施例提供一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却装置，该装置包括：

数据采集模块，用于获取塑件热成像数据以及冷却灰度图；

数据分析模块，用于仪表板塑件冷却过程中热量辐射的特征对所述塑件热成像数据上的每一个像元、冷却灰度图上的每个像素点进行分析；并根据分析结果分别得到第一冷却评估图、第二冷却评估图；

冷却效果判断模块，用于根据初次冷却效果图对仪表板塑件初次冷却后的冷却效果是否达到冷却标准进行判断；

控制模块，用于根据所述仪表板塑件上未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。

本发明的有益效果是：本发明通过分析仪表板塑件成型过程初次冷却后的塑件热成像数据中每个像元受到不同热量辐射方向的特征构建辐射差异系数以及冷却不均匀系数，能够通过像元受到的热量影响方向的变化程度评估每个像元所在局部窗口内的冷却均匀性，并基于所得冷却未完成指数得到第一冷却评估图；其次通过分析仪表板塑件成型过程初次冷却后的冷却灰度图上闭合轮廓在冷却过程中膨胀开裂的情况构建第二冷却评估图，并基于第一冷却评估图、第二冷却评估图得到仪表板塑件初次冷却后冷却效果的评估结果，并基于未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制，使得仪表板塑件的冷却效果符合制作标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法的流程示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法的实施流程图；

图3为本发明一个实施例所提供的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001，获取仪表板塑件成型过程中的热成像数据以及RGB图像数据，并对所获数据进行去噪处理。

塑料材料主要用于汽车上的零部件，例如仪表板、副仪表板、杂物箱、门槛压板等，本发明中以仪表板塑件作为冷却对象进行分析。仪表板塑件的冷却成型的过程为：由冷却装置中的炮筒将粘流态的塑料材料注入模具后，随着热量的流失，模具中的塑料材料逐渐从粘流态换成高弹态，再由高弹态转换到结晶态，当结晶态成型一定时间后，将成型的仪表板塑件从模具中顶出完成初次冷却，其次根据初次冷却的效果判断是否完成完全冷却，是否需要进行二次冷却。

本发明中在冷却装置的上方安置可快速移动的拍摄杆，并在拍摄杆上设置HIKMICRO小型测温热成像仪以及CMOS高清摄像机，在初次注塑成型冷却后开模时，拍摄杆快速移动至模具中心，并对仪表板塑件正面拍摄，获取仪表板塑件的热成像数据以及RGB图像，将利用灰度值平均法将所述RGB图像转换的灰度图像，灰度值平均法为公知技术，灰度化过程不再赘述。

进一步地，分别利用均值滤波技术对仪表板塑件的热成像数据、所述灰度图像进行去噪，其次利用拉普拉斯算子分别对仪表板塑件的热成像数据、所述灰度图像进行锐化处理，将经过上述处理后得到的热成像数据记为塑件热成像数据，将经过上述处理后得到的灰度图像记为冷却灰度图。其中均值滤波、以及拉普拉斯算子均为公知技术，其过程本发明不再赘述。

至此，得到塑件热成像数据以及冷却灰度图，用于后续仪表板塑件冷却均匀性的评估。

步骤S002，基于每个像元所取邻域窗口内的冷却情况确定每个像元的冷却不均匀系数以及每个像元的冷却未完成指数。

仪表件塑件成型后不仅有较多的纹路，不同区域的厚度也会不同，在仪表件塑件成型的过程中，冷却方法通常是在模腔四周布设相应的冷却管道，为了便于管理，冷却管道的冷却效率通常是一致的，从而导致在对塑件某些厚度较大的区域在冷却时间相同的情况下难以冷却达标，最终导致仪表件塑件在开模的时候局部区域冷却未完成，容易变形开裂，影响仪表件塑件的冷却效果。

仪表件塑件中不同区域流失的热量不同，在塑件热成像数据中厚度较小的区域亮度较低，温度较低；厚度较大的区域较为明亮，温度较高，还有大量的热量存在。由于冷却过程的热交换，即模具内的热量与冷却管道内冷却水的热量进行交换，将会导致塑件热成像数据中高温区域的热量向塑件热成像数据中的低温区域辐射，所以在塑件热成像数据中存在明显的亮度变化特征。

将塑件热成像数据中每个像元的温度值作为每个像元的参数值，将塑件热成像数据中所有像元的参数值作为Sobel算子中计算梯度幅值的元素值，采用Sobel算子获取塑件热成像数据中每个像元的温度梯度幅值，将第i个像元的温度梯度幅值记为：

式中，、/>分别是塑件热成像数据中第i个像元的水平温度梯度值、垂直温度梯度值，/>、/>分别是由Sobel算子中的横向卷积因子、纵向卷积因子与塑件热成像数据中像元的参数值计算得到，Sobel算子中的卷积计算为公知技术，具体过程不再赘述。

基于上述分析，对于塑件热成像数据中的任意一个像元，以每个像元为中心点构建的局部窗口，将第i个像元确定的局部窗口记为/>，局部窗口的大小可根据塑件的实际大小设置。根据每个像元所取局部窗口内温度扩散特征获取每个像元的辐射差异系数，计算第i个像元的辐射差异系数/>：

式中，是第i个像元的热量辐射指数，/>是局部窗口/>内热量辐射方向的数量，/>是局部窗口内每个热量辐射方向上的像元数量，/>是第a个热量辐射方向上第j个像元的温度值，/>是第i个像元的温度值；需要说明的是，本发明考虑每个像元所取局部窗口内八邻域方向上的热量辐射对第i个像元的温度影响，即/>的大小取经验值8；

是第i个像元的辐射差异系数，/>、/>分别是局部窗口/>内温度梯度幅值的最大值、最小值，/>是塑件热成像数据上所有温度梯度幅值中的最大值，/>是第i个像元的温度梯度幅值，/>是调参因子，/>的作用在于防止分母为0，/>的大小取经验值0.001。

其中，第i个像元受到不同方向上热量辐射越多，第i个像元越有可能是所取局部窗口内亮度最低区域内的像元，第一差值的值越大，/>的值越大；第i个像元位于未冷却完成区域内的概率越高，第i个像元所处局部窗口内热量分布越不均匀，辐射差值的值越大，第二差值/>的值越小，相应的，/>的值越大。

进一步地，在塑件热成像数据上亮度越大的区域与周围区域的明暗差异越明显，而亮度较低的区域，表现出来的细节信息越少。对于任意一个像元，以第i个像元为例，分别获取局部窗口内每个热量辐射方向上像元的温度值与第i个像元温度值的差值绝对值，将所述差值绝对值最大值对应的热量辐射方向记为第i个像元的热量影响方向，将第i个像元的热量影响方向与水平方向的夹角记为第i个像元的热量影响角度/>。

基于每个像元所取局部窗口内像元的热量影响方向的变化程度评估每个像元所在局部窗口内的冷却均匀性，计算第i个像元的冷却不均匀系数：

式中，是数组/>的频率，/>是数组/>出现的次数，N是局部窗口/>内像元的总数量；所述数组出现是指/>、/>同时为一个像元的温度值、热量影响角度，举例而言，/>是指局部窗口/>内温度值为10且热量影响角度为45°的像元数量；

是第i个像元的冷却不均匀系数，/>、/>分别是局部窗口/>内像元温度值的最大值、最小值，/>、/>是局部窗口/>内像元热量影响角度的最大值、最小值，/>是以自然常数为底的对数函数。

其中，第i个像元位于未冷却完成区域内的可能性越大，局部窗口内不同位置像元的温度值变化越凌乱、不同位置像元的热量影响角度越不相同，/>的值越小；第i个像元所处局部区域内不同数组出现的次数越多，局部窗口/>内像元携带的信息量越大，不同位置冷却不均匀的概率的越大，/>的值越大。

进一步地，基于塑件热成像数据上每个像元的辐射差异系数以及冷却不均匀系数计算每个像元的冷却未完成指数，计算第i个像元的冷却未完成指数：

式中，、/>分别是第i个像元的辐射差异系数、冷却不均匀系数，/>是归一化函数，需要说明的是，本发明中的归一化过程为：计算出所有像元的辐射差异系数以及冷却不均匀系数后，再利用所述归一化函数基于所述所有像元的辐射差异系数以及冷却不均匀系数得到每个像元的冷却未完成指数。

根据上述步骤，分别获取每个像元的冷却未完成指数。其次利用每个像元的冷却未完成指数代替每个像元的温度值，将遍历塑件热成像数据上的所有像元后得到的结果作为第一冷却评估图。

至此，得到第一冷却评估图，用于后续获取仪表板塑件冷却均匀性的评估结果。

步骤S003，基于热成像数据上冷却传热不均开裂的特征得到轮廓冷却开裂系数，基于轮廓冷却开裂系数的分布确定疑似开裂显著值。

另一方面，仪表板塑件冷却不均匀时还会导致未冷却完成区域发生膨胀开裂的情况，对于塑件冷却未完成产生的膨胀开裂情况，其在冷却灰度图中产生的边缘轮廓通常较宽，且不同位置的开裂宽度变化较大。针对上述情况，对于仪表板塑件的冷却灰度图，利用Canny算子对仪表板塑件的冷却灰度图进行边缘检测，对检测出的边缘利用轮廓跟踪算法获取冷却灰度图中的闭合轮廓，并记录每一个闭合轮廓上的像元坐标，边界跟踪算法为公知技术，具体过程不再赘述。

具体的，对于任意一个闭合轮廓的像元，以第f个闭合轮廓上第b个像元为例，确定所述第b个像元的坐标信息，将第f个闭合轮廓上与第b个像元横坐标相同且欧式距离最小的像元作为第b个像元的轮廓匹配像元，将第b个像元与其轮廓匹配像元之间的欧式距离为作为第f个闭合轮廓上第b个像元处的闭合轮廓宽度，其次分别获取每个闭合轮廓的最小外接矩形以及每个闭合轮廓最小外接矩形的中心点，将记为第f个闭合轮廓的中心点记为。

根据上述步骤，分别获取每个闭合轮廓上每个像元处的闭合轮廓宽度，并基于每个闭合轮廓上所有像元处的闭合轮廓宽度获取每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数，计算第f个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数：

式中，是第f个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数，/>是第f个闭合轮廓上像元的数量，/>是第f个闭合轮廓上第g个像元处的闭合轮廓宽度，/>是第f个闭合轮廓上所有像元处的闭合轮廓宽度的均值。

其中，第f个闭合轮廓是受到冷却效果不合格，冷却不均匀影响程度越大，第f个闭合轮廓内仪表板塑件热量不均匀导致的膨胀开裂越严重，第f个闭合轮廓上所有像元处的闭合轮廓宽度越大，的值越大；同时第f个闭合轮廓内产生的膨胀开裂情况越严重，不同位置处的闭合轮廓宽度变化越大，第一乘积因子/>的值越大，相应的，/>的值越大。

进一步地，对于冷却灰度图中任意一个位置上像素点，以第g个像素点为例，将作为中心点构建大小为的邻域窗口，将第g个像素点确定的邻域窗口记为/>，邻域窗口的大小可根据塑件的实际大小设置。统计邻域窗口/>内的闭合轮廓数量，邻域窗口内闭合轮廓越密集，每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数越大，说明第g个像素点越可能处于冷却未完成区域中，需要说明的是本发明中，只要邻域窗口/>内包含一个闭合轮廓上一个及以上数量的像素点，则认为此闭合轮廓在邻域窗口/>内。

基于上述分析，此处构建疑似开裂显著值，用于表征每个像素点处于冷却未完成区域的可能性，计算第g个像素点的疑似开裂显著值：

式中，是第g个像素点的邻域平滑因子，/>是邻域窗口/>内闭合轮廓的数量，是邻域窗口/>内第f个闭合轮廓的中心，/>是欧式距离函数；

是第g个像素点的疑似开裂显著值，/>是归一化函数，/>是第f个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数。

其中，第g个像素点确定的邻域窗口内存在的闭合轮廓数量越多，邻域窗口内不同位置冷却效果差异越大；/>的值越大，第一计算因子/>的值越大；第g个像素点的位置越靠近发生开裂现象的区域，第g个像素点距离邻域窗口/>内的闭合轮廓中心点越近，邻域平滑因子/>的值越小，相应的，/>的值越大。

根据上述步骤，获得冷却灰度图中每一个像素点的疑似开裂显著值，遍历冷却灰度图，利用每一个像素点的疑似开裂显著值代替每个像素点的灰度值，将遍历后的结果记为第二冷却评估图。

至此，得到第二冷却评估图，用于后续构建仪表板塑件的初次冷却效果图。

步骤S004，基于第一冷却评估图、第二冷却评估图构建仪表板塑件的初次冷却效果图，根据初次冷却效果图得到初次冷却的评估结果，基于所述评估结果对冷却装置进行实时调控。

根据上述步骤，得到第一冷却评估图、第二冷却评估图后，其次利用LBP(LocalBinary Patterns)算法对将冷却灰度图进行处理，获取冷却灰度图中每一个像素点的LBP值，遍历冷却灰度图，利用每一个像素点的LBP值代替每个像素点的灰度值，并将替代后所得图像中每个像素点的LBP值进行极值归一化处理，将归一化处理后的结果记为局部对比图。其次，分别获取冷却灰度图中每一个像素点的灰度值，并对每一个像素点的灰度值进行极值归一化处理，将归一化处理后的结果记为全局对比图，LBP算法为公知技术，具体过程不再赘述。

进一步，分别将全局对比图、局部对比图、第一冷却评估图、第二冷却评估图作为四元数傅里叶变换的相位谱模型PQRT中超复数四元数矩阵中的四个输入。由此，计算超复数四元数矩阵中每个像素位置的超复数四元数，每g个像素的超复数四元数的计算公式如下：

式中，为每g个像素点归一化灰度值，/>为热成像数据中与第g个像素点位置相同的像元的冷却未完成指数，/>为第g个像素点的疑似开裂显著值，/>为第g个像素点LBP值的归一化结果，/>分别为虚数单位，满足/>，，/>，/>。

根据上述公式，分别计算每个像素点的超复数四元数构成超复数四元数矩阵，对所述超复数四元数矩阵进行超复数傅里叶变换，计算振幅频谱以及相位谱，再利用不同尺寸的高斯核函数获得振幅频谱的尺度空间，其次进行四元数傅里叶反变换，并将反变换结果与高斯滤波器进行计算得到显著图记为初次冷却效果图，采用四元数傅里叶变换的相位谱模型PQRT基于流程得到初次冷却效果图，四元数傅里叶变换的相位谱模型PQRT中的计算为公知技术，具体过程不再赘述。

在初次冷却效果图中，未完全冷却区域的显著性会比完全冷却区域的显著性值更高，这是因为塑料成型的工艺较为完善，一般情况下，初次冷却后仪表板塑件上大部分区域的冷却是符合工业冷却标准的，通过大津阈值算法获取初次冷却效果图中所有像素点显著值的最优划分阈值K，将显著值大于等于阈值K的区域标记为未完全冷却区域，将显著值小于阈值K的区域标记为冷却完成区域，大津阈值算法为公知技术，具体过程不再赘述。

将仪表板塑件上出现所述未完全冷却区域时，说明仪表板塑件的塑料成型冷却效果不足，冷却效果不符合工业制作标准，此时需要对仪表板塑件注塑成型冷却装置控制系统发出冷却调节信号，本发明的具体实施流程如图2所示。具体的，通过冷却装置控制系统控制冷却装置中的冷却液阀门以及冷却液压力控制装置，增大冷却装置中的冷却液的流量以及冷却液液压，提高注塑成型后的冷却效率，并再通过注塑成型冷却的总控制系统对注塑开模装置的开模时间进行调整，对注塑开模装置的开模时间参数进行增大调整，延长开模时间，使得塑件能够接受更长时间的冷却，提高仪表板塑件的冷却效果。

本发明第二方面实施例提供一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却装置，如图3所述，包括：

数据采集模块101，具体地，数据采集模块101用于获取仪表板塑件的热成像数据以及RGB图像，并分别从所述热成像数据以及RGB图像得到塑件热成像数据以及冷却灰度图；

数据分析模块102，具体地，数据分析模块102用于根据仪表板塑件冷却过程中热量辐射的特征对所述塑件热成像数据上的每一个像元、冷却灰度图上的每个像素点进行分析；分别得到第一冷却评估图、第二冷却评估图；

冷却效果判断模块103，具体地，冷却效果判断模块103用于根据初次冷却效果图对仪表板塑件初次冷却后的冷却效果是否达到冷却标准进行判断；

控制模块104，具体地，控制模块104用于根据所述仪表板塑件上未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。

综上，本发明第二方面的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却装置，可以对仪表板塑件初次冷却后是否存在未完全冷却区域进行判断，进而实现对冷却液的流量以及冷却液液压调控，使得仪表板塑件的冷却效果符合制作标准。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取仪表板塑件成型过程中的图数据，所述图数据包括塑件热成像数据以及冷却灰度图；

基于塑件热成像数据中不同位置局部区域内热量辐射的扩散特征以及冷却效果的不均匀性构建第一冷却评估图；

基于冷却灰度图上每个闭合轮廓上不同像元处的闭合轮廓宽度获取每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数；根据冷却灰度图上每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的分布特征获取每个像素点的疑似开裂显著值；基于冷却灰度图上每个像素点的疑似开裂显著值确定第二冷却评估图；

采用四元数傅里叶变换的相位谱模型基于所述第一冷却评估图、第二冷却评估图获取初次冷却效果图；根据初次冷却效果图中未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述基于塑件热成像数据中不同位置局部区域内热量辐射的扩散特征以及冷却效果的不均匀性构建第一冷却评估图的方法为：

基于塑件热成像数据中每个像元所在局部区域内的热量辐射特征获取每个像元的辐射差异系数；

根据塑件热成像数据中每个像元所取局部窗口内的冷却不均匀特征确定每个像元的冷却不均匀系数；

将每个像元的辐射差异系数与每个像元的冷却不均匀系数的乘积作为归一化函数的输入，将所述归一化函数的输出作为每个像元的冷却未完成指数；利用每个像元的冷却未完成指数替换每个像元的温度值，将遍历塑件热成像数据上的所有像元后的替换结果作为第一冷却评估图。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述基于塑件热成像数据中每个像元所在局部区域内的热量辐射特征获取每个像元的辐射差异系数的方法为：

根据每个像元所取局部窗口内不同热量辐射方向上温度值的变化确定每个像元的热量辐射指数；

将塑件热成像数据中每个像元的温度值作为每个像元的参数值，将塑件热成像数据中所有像元的参数值作为Sobel算子中计算梯度幅值的元素值，采用Sobel算子获取塑件热成像数据中每个像元的温度梯度幅值；

将每个像元所取局部窗口内温度梯度幅值的最大值、最小值之间的差值作为第一差值；

将塑件热成像数据中温度梯度幅值的最大值与每个像元的温度梯度幅值的差值作为第二差值，将第二差值与预设参数之和作为分母，将第一差值与分母的比值作为第一组成因子；

每个像元的辐射差异系数由每个像元的热量辐射指数、第一组成因子两部分组成，其中，所述辐射差异系数与热量辐射指数、第一组成因子成正比关系。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述根据每个像元所处局部区域内不同热量辐射方向上温度值的变化确定每个像元的热量辐射指数的方法为：

将塑件热成像数据中每个像元作为一个辐射目标，将以每个辐射目标为中心点的预设尺寸的局部窗口内任意一个热量辐射方向上任意一个像元的温度值与辐射目标温度值的差值作为第一累加因子；

将第一累加因子在每个像元所取局部窗口内所有热量辐射方向上的累加作为每个像元的热量辐射指数。

5.根据权利要求2所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述根据塑件热成像数据中每个像元所取局部窗口内的冷却不均匀特征确定每个像元的冷却不均匀系数的方法为：

分别计算每个辐射目标所取局部窗口内每个热量辐射方向上像元的温度值与每个辐射目标温度值的差值绝对值，将所述差值绝对值最大值对应的热量辐射方向作为每个辐射目标的热量影响方向，将每个辐射目标的热量影响方向与水平方向的夹角作为每个辐射目标的热量影响角度；

每个像元所取局部窗口内的任意一个像元的温度值、热量影响角度组成数组的数量与每个像元所取局部窗口内像元数量的比值作为所述数组的频率；

根据每个像元所取局部窗口内所有数组的频率确定每个像元的冷却不均匀系数。

6.根据权利要求5所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述根据每个像元所取局部窗口内所有数组的频率确定每个像元的冷却不均匀系数的方法为：

将每个像元所取局部窗口内每个数组的出现频率作为对数函数的输入，获取所述对数函数的输出与每个像元所取局部窗口内每个数组的出现频率的乘积在每个像元所取局部窗口上的累加结果，将所述累加结果与预设参数之和的倒数作为每个像元的冷却不均匀系数。

7.根据权利要求1所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述基于冷却灰度图上每个闭合轮廓上不同像元处的闭合轮廓宽度获取每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数的方法为：

每个闭合轮廓上每个像元标记为一个轮廓像元，确定每个闭合轮廓上每个轮廓像元的坐标信息，将每个闭合轮廓上与每个轮廓像元横坐标相同且欧式距离最小的像元作为每个轮廓像元的轮廓匹配像元；将每个轮廓像元与其轮廓匹配像元之间的欧氏距离作为每个轮廓像元处的闭合轮廓宽度；

获取每个闭合轮廓上所有轮廓像元处的闭合轮廓宽度的均值，将每个闭合轮廓上所有轮廓像元处的闭合轮廓宽度与所述均值差值的平方在每个闭合轮廓上的均值作为第二组成因子；

将第二组成因子与所述均值的乘积作为每个闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数。

8.根据权利要求1所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述根据冷却灰度图上每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的分布特征获取每个像素点的疑似开裂显著值的方法为：

确定每个像素点所取邻域窗口内闭合轮廓的数量以及所述每个闭合轮廓对应最小外接矩形的中心点；

将每个像素点与其所取邻域窗口内所有闭合轮廓对应最小外接矩形的中心点之间的欧氏距离在所述邻域窗口内的累加和作为每个像素点的邻域平滑因子；

将每个像素点所取邻域窗口内所有闭合轮廓的轮廓冷却开裂系数的累加和与所述邻域平滑因子的比值作为归一化函数的输入，将所述归一化函数的输出作为每个像素点的疑似开裂显著值。

9.根据权利要求1所述的一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却方法，其特征在于，所述根据初次冷却效果图中未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制的方法为：

通过阈值分割算法获取初次冷却效果图中所有像素点显著值的最优划分阈值，将显著值大于等于所述最优划分阈值的区域标记为未完全冷却区域；

对于存在所述未完全冷却区域的初次冷却效果图，增大冷却装置中冷却液的流量以及冷却液液压；对于不存在所述未完全冷却区域的初次冷却效果图，保持冷却装置中冷却液的流量以及冷却液液压不变。

10.一种用于汽车内外饰的塑料成型冷却装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于获取塑件热成像数据以及冷却灰度图；

数据分析模块，用于仪表板塑件冷却过程中热量辐射的特征对所述塑件热成像数据上的每一个像元、冷却灰度图上的每个像素点进行分析；并根据分析结果分别得到第一冷却评估图、第二冷却评估图；

冷却效果判断模块，用于根据初次冷却效果图对仪表板塑件初次冷却后的冷却效果是否达到冷却标准进行判断；

控制模块，用于根据所述仪表板塑件上未完全冷却区域的判断结果对冷却液的流量以及冷却液液压进行控制。