本发明涉及薄膜材料力学性能，具体为一种薄膜材料力学性能监测方法及系统。
背景技术：
1、薄膜材料是一种厚度小于1微米的膜材料，塑料薄膜作为薄膜材料的一种，在包装等领域有着广泛的使用。随着技术的发展，人们对于塑料薄膜的性能需求也在不断增加，因此也诞生了复合薄膜。
2、复合薄膜通过将多种薄膜材料进行合成，以改变原本塑料薄膜的单一性能，获得多种薄膜材料的综合性能，以提升塑料薄膜的性能；目前的复合薄膜的制作方法包括使用胶粘剂进行胶粘或者采用挤出机将多种材料从同一个口模一起挤出。
3、为了使生产后的复合薄膜能投入使用并且达到使用场景需求的性能要求，因此需要通过力学性能监测的方法来检验复合薄膜的性能；现有技术中通常采用的是直接测量方法，例如单轴拉伸试验或单轴压缩试验等，但由于直接测量方法对薄膜材料的破坏性较大；因此目前采用的方法多为纳米压痕试验的间接测量的方法，相比于直接测量方法，纳米压痕试验能够在不破坏原本薄膜材料的基础上进行力学性能监测，以达到节省成本和多次试验的目的。
4、但对于复合薄膜而言，目前纳米压痕法对于复合薄膜的力学性能监测仍存在一些问题，复合薄膜由于采用了多种材料因此厚度相比于传统薄膜材料的厚度更大，因此可能会因为厚度和均匀性问题导致应力分布不均的情况出现；同时复合薄膜材料本身的微观缺陷和粗糙度也会出现应力集中的情况，以上结果均会影响力学性能的监测结果，导致力学性能监测的准确性较差。
5、为此，提出一种薄膜材料力学性能监测方法及系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种薄膜材料力学性能监测方法及系统，通过建立薄膜缺陷分析模型，识别划分为多个区域的复合薄膜的图像数据；依据识别的缺陷特征计算各个缺陷特征的第一监测影响值，并对第一监测影响值监测合格的区域进行力学性能监测，监测不合格的划分为第一监测干扰区域；监测并获取合格区域的第一性能参数和第二性能参数，并将监测不合格的区域划分为第二监测干扰区域和第三监测干扰区域；通过该方法能够更全面的分析复合薄膜中出现应力分布不均和缺陷等问题的区域，提供更准确的复合薄膜环境数据，以便于提升纳米压痕法力学性能监测的准确率。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种薄膜材料力学性能监测方法，包括：
4、获取复合薄膜的待监测区域的图像数据，将所述待监测区域划分成多个第一监测区域；所述待监测区域划分成大小为m*m的区域，m不小于压痕影响间距k；
5、依据薄膜缺陷分析模型识别获取多个所述第一监测区域的缺陷特征，并通过所述薄膜缺陷分析模型分析计算各个所述第一监测区域中的所述缺陷特征的第一监测影响值；
6、若所述第一监测影响值超过监测阈值，则将对应的所述第一监测区域划分为第一监测干扰区域；若所述第一监测影响值未超过监测阈值，则不进行处理；对所述复合薄膜的多个所述第一监测区域进行力学性能监测，记录并存储各个所述第一监测区域的第一性能参数和第二性能参数；
7、通过所述薄膜缺陷分析模型对比各个所述第一监测区域的所述第一性能参数，若所述第一性能参数的对比结果小于对比阈值，则将对应所述第一监测区域划分为第二监测干扰区域；
8、进一步地，所述薄膜缺陷分析模型包括薄膜图像输入单元、薄膜特征缺陷特征识别单元、薄膜影响值计算单元、薄膜性能参数对比单元和薄膜数据输出单元；
9、所述薄膜图像输入单元将所述第一监测区域的图像数据预处理，生成预处理薄膜数据；
10、所述薄膜特征缺陷特征识别单元识别所述预处理薄膜数据的缺陷特征，并标记所述缺陷特征区域，生成薄膜缺陷特征数据；所述薄膜特征缺陷特征识别单元识别所述预处理薄膜数据的压痕特征，生成薄膜压痕特征数据；所述薄膜压痕特征数据为所述第一性能参数；
11、所述薄膜影响值计算单元依据所述薄膜缺陷特征数据，计算所述第一监测影响值；具体为：
12、遍历所有所述第一监测区域，获取第i个所述第一监测区域的所述薄膜缺陷特征数据，依据第i个所述第一监测区域的最大所述薄膜缺陷特征数据的面积生成第一缺陷影响参数；依据第i个所述第一监测区域的最小所述薄膜缺陷特征数据的面积生成第二缺陷影响参数；
13、依据第i个所述第一监测区域的所有所述薄膜缺陷特征数据的面积占第i个所述第一监测区域的比值，生成第三缺陷影响参数；
14、以所述第一缺陷影响参数、所述第二缺陷影响参数和所述第三缺陷影响参数进行加权计算，获取所述第一监测影响值；
15、公式如下：
16、；
17、；；
18、其中，为第i个所述第一监测区域的所述第一监测影响值，为所述第一监测区域面积，为所述缺陷特征数据数量，为第i个所述第一监测区域的第j个所述缺陷特征数据的面积，为第一缺陷影响参数，为第二缺陷影响参数，为缺陷影响面积，为第i个所述第一监测区域的所有所述缺陷特征数据的面积，max为最大值，min为最小值，、和为缺陷影响权重，；
19、所述薄膜性能参数对比单元遍历所有所述薄膜压痕特征数据进行对比，生成所述第一性能参数的所述对比结果；具体为：
20、遍历所有所述第一监测区域的所述第一性能参数，对比第t个所述第一监测区域的所述第一性能参数和个所述第一监测区域的所述第一性能参数，遍历次；
21、生成所述第一性能参数的个所述对比结果；为所述第一性能参数的区域总数。
22、公式如下：
23、；
24、其中，为第t个所述第一性能参数的所述对比结果，为所述第一性能参数的区域总数，为第k个被对比的所述薄膜压痕特征数据，为第t个正在对比的所述薄膜压痕特征数据；
25、将各个所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据进行对比，若所述第二性能参数异常，则将对应的所述第一监测区域划分为第三监测干扰区域；
26、进一步地，将各个所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据进行对比；具体为：
27、依据lstm模型获取各个所述第一监测区域的所述第二性能参数和所述参考第二性能数据的趋势特征；所述第二性能参数包括硬度和弹性模量；
28、将所述第二性能参数和所述参考第二性能数据的趋势特征进行对比，若出现异常，则获取所述第二性能参数的异常趋势特征趋势程度和所述异常趋势特征趋势数量；
29、依据所述第二性能参数的所述异常趋势特征趋势程度和所述异常趋势特征趋势数量计算所述第一监测区域的对比结果；
30、若所述对比结果小于异常对比监测值，则判断所述第二性能参数异常；
31、公式如下：
32、；
33、其中，为所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据的对比结果，为lstm模型，为所述第二性能参数，为所述参考第二性能数据，c为异常数量统计，和为异常计算权重，，所述第二性能参数包括硬度和弹性模量；
34、若小于异常对比监测值，则判断所述第二性能参数异常；
35、所述薄膜数据输出单元输出所述第一监测影响值和所述第一性能参数的所述对比结果；
36、依据所述第一监测区域、所述第二监测干扰区域和所述第三监测干扰区域评估所述复合薄膜的力学性能；
37、本发明还提供了一种薄膜材料力学性能监测系统，包括区域划分模块、第一监测影响获取模块、第一监测干扰区域判断模块、力学性能监测模块、第二监测干扰区域判断模块、第三监测干扰区域判断模块和力学性能评估模块，具体为：
38、区域划分模块，获取复合薄膜的待监测区域的图像数据，并划分成多个第一监测区域；
39、第一监测影响获取模块，依据薄膜缺陷分析模型识别获取多个所述第一监测区域的缺陷特征，并通过所述薄膜缺陷分析模型分析计算各个所述第一监测区域中的所述缺陷特征的第一监测影响值；
40、第一监测干扰区域判断模块，若所述第一监测影响值超过监测阈值，则将对应的所述第一监测区域划分为第一监测干扰区域；若所述第一监测影响值未超过监测阈值，则不进行处理；
41、进一步地，所述第一监测干扰区域判断模块的计算判断为：
42、遍历所有所述第一监测区域，获取第i个所述第一监测区域的所述薄膜缺陷特征数据，依据第i个所述第一监测区域的最大所述薄膜缺陷特征数据的面积生成第一缺陷影响参数；依据第i个所述第一监测区域的最小所述薄膜缺陷特征数据的面积生成第二缺陷影响参数；
43、依据第i个所述第一监测区域的所有所述薄膜缺陷特征数据的面积占第i个所述第一监测区域的比值，生成第三缺陷影响参数；
44、以所述第一缺陷影响参数、所述第二缺陷影响参数和所述第三缺陷影响参数进行加权计算，获取所述第一监测影响值；
45、公式如下：
46、；
47、；；
48、其中，为第i个所述第一监测区域的所述第一监测影响值，为所述第一监测区域面积，为所述缺陷特征数据数量，为第i个所述第一监测区域的第j个所述缺陷特征数据的面积，为第一缺陷影响参数，为第二缺陷影响参数，为缺陷影响面积，为第i个所述第一监测区域的所有所述缺陷特征数据的面积，max为最大值，min为最小值，、和为缺陷影响权重，；
49、力学性能监测模块，对所述复合薄膜的多个所述第一监测区域进行力学性能监测，记录并存储各个所述第一监测区域的第一性能参数和第二性能参数；
50、第二监测干扰区域判断模块，通过所述薄膜缺陷分析模型对比各个所述第一监测区域的所述第一性能参数，若所述第一性能参数的对比结果小于对比阈值，则将对应所述第一监测区域划分为第二监测干扰区域；
51、进一步地，所述第二监测干扰区域判断模块的计算判断为：
52、遍历所有所述第一监测区域的所述第一性能参数，对比第t个所述第一监测区域的所述第一性能参数和个所述第一监测区域的所述第一性能参数，遍历次；
53、生成所述第一性能参数的个所述对比结果；为所述第一性能参数的区域总数。
54、公式如下：
55、；
56、其中，为第t个所述第一性能参数的所述对比结果，为所述第一性能参数的区域总数，为第k个被对比的所述薄膜压痕特征数据，为第t个正在对比的所述薄膜压痕特征数据；
57、第三监测干扰区域判断模块，将各个所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据进行对比，若所述第二性能参数异常，则将对应的所述第一监测区域划分为第三监测干扰区域；
58、进一步地，所述第三监测干扰区域判断模块的计算判断为：
59、依据lstm模型获取各个所述第一监测区域的所述第二性能参数和所述参考第二性能数据的趋势特征；所述第二性能参数包括硬度和弹性模量；
60、将所述第二性能参数和所述参考第二性能数据的趋势特征进行对比，若出现异常，则获取所述第二性能参数的异常趋势特征趋势程度和所述异常趋势特征趋势数量；
61、依据所述第二性能参数的所述异常趋势特征趋势程度和所述异常趋势特征趋势数量计算所述第一监测区域的对比结果；
62、若所述对比结果小于异常对比监测值，则判断所述第二性能参数异常；
63、公式如下：
64、；
65、其中，为所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据的对比结果，为lstm模型，为所述第二性能参数，为所述参考第二性能数据，c为异常数量统计，和为异常计算权重，，所述第二性能参数包括硬度和弹性模量；
66、若小于异常对比监测值，则判断所述第二性能参数异常；
67、力学性能评估模块，依据所述第一监测区域、所述第二监测干扰区域和所述第三监测干扰区域评估所述复合薄膜的力学性能。
68、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
69、1、本发明依据薄膜缺陷分析模型识别复合薄膜待监测区域的图像数据；通过薄膜缺陷分析模型识别各区域内的缺陷特征，并计算各缺陷特征对力学监测影响的第一监测影响值；将区域划分为第一监测区域和第一监测干扰区域，对第一监测区域进行力学性能监测；该方法能够在纳米压痕之前通过对图像数据的量化分析，将有着大量缺陷特征的区域进行排除，以避免缺陷和一些粗糙面对纳米压痕的力学性能监测影响，提升监测结果的准确性。
70、2、本发明基于第一监测区域的纳米压痕结果，通过薄膜缺陷分析模型对每个纳米压痕特征与除自己外的所有纳米压痕特征进行对比计算，获取纳米压痕特征的对比结果；通过该方法能准确了解各纳米压痕特征，以获取纳米压痕的深度和大小，通过与其他纳米压痕的对比，能够获取复合薄膜中厚度不均匀的区域，通过将这些区域进行识别能够在纳米压痕力学性能分析中，提供准确的复合薄膜环境数据，提升整体复合薄膜力学性能分析的准确性。
71、3、在纳米压痕特征对比的过程中，可能会出现一些特征不够明显，导致性能监测区域中出现遗漏的不均匀区域或缺陷特征区域，为了进一步提升力学性能的准确度，为此通过lstm模型对比力学性能监测过程中获取的多个第二性能参数与参考第二性能数据，依据对比识别出异常数据分辨遗漏的不均匀区域或缺陷特征区域，以便于进一步反映更准确的复合薄膜环境数据，提升复合薄膜力学性能监测的准确度。
1.一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述待监测区域划分成大小为m*m的区域，m不小于压痕影响间距k。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述薄膜缺陷分析模型识别多个所述第一监测区域的缺陷特征、计算各个第一监测区域中的所述缺陷特征的第一监测影响值和对比各个所述第一监测区域的所述第一性能参数包括：
4.根据权利要求3所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述薄膜影响值计算单元依据所述薄膜缺陷特征数据，计算所述第一监测影响值包括：
5.根据权利要求3所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，所述薄膜性能参数对比单元遍历所有所述薄膜压痕特征数据进行对比，生成所述第一性能参数的所述对比结果包括：
6.根据权利要求1所述的一种薄膜材料力学性能监测方法，其特征在于，将各个所述第一监测区域的所述第二性能参数与参考第二性能数据进行对比包括：
7.一种薄膜材料力学性能监测系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种薄膜材料力学性能监测系统，其特征在于，所述第一监测干扰区域判断模块的计算判断包括：
9.根据权利要求7所述的一种薄膜材料力学性能监测系统，其特征在于，所述第二监测干扰区域判断模块的计算判断包括：
10.根据权利要求7所述的一种薄膜材料力学性能监测系统，其特征在于，所述第三监测干扰区域判断模块的计算判断包括：
