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中国图象图形学报 2021年第11期26卷 2545-2560页

作者：赵振兵蒋志钢李延旭戚银城翟永杰赵文清张珂华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003 华北电力大学控制与计算机工程学院保定071003

随着我国电网系统的不断发展,基层巡检作业负担越来越重,运维成本越来越高,如何实现输电线路部件缺陷的智能化检测变得愈发重要。同时,由于国家《新一代人工智能发展规划》的提出和国家电网“数字新基建”的部署,人工智能应用于电力设... 详细信息

随着我国电网系统的不断发展,基层巡检作业负担越来越重,运维成本越来越高,如何实现输电线路部件缺陷的智能化检测变得愈发重要。同时,由于国家《新一代人工智能发展规划》的提出和国家电网“数字新基建”的部署,人工智能应用于电力设备运维的相关技术得到了快速发展,对输电线路部件视觉缺陷准确检测成为亟待解决的关键问题之一。早期基于图像处理和特征工程的部件视觉缺陷检测方法对图像质量的要求较高,无法真正应用于现实复杂的输电线路作业环境;随着深度学习的兴起,基于深度学习的检测模型可以有效地将部件目标及其缺陷从复杂的输电线路航拍图像中提取出来,既节省了人工设计特征的时间,又在性能上达到了显著提升,因此逐渐成为主流研究方法。本文首先描述了基于传统算法的输电线路关键部件视觉缺陷检测技术,回顾了深度学习的发展过程并分析了深度学习在缺陷检测领域的优缺点;围绕输电线路上3个重要的部件:绝缘子、金具以及螺栓,介绍了其定位与缺陷检测的研究现状;分析了输电线路部件缺陷检测中研究的样本不平衡问题、小目标检测问题、细粒度检测问题等几个关键问题;分析了符合电网巡检任务复杂场景需求和故障诊断标准的输电线路部件缺陷检测技术的未来发展趋势。

关键词：电力设备运维输电线路部件视觉缺陷检测深度学习目标检测知识引导

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融合边缘计算和改进Faster R-CNN的变电站设备典型视觉缺陷检测系统

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中国科技论文 2021年第3期16卷 343-348页

作者：尹子会孟荣范晓丹李冰赵振兵国家电网河北省电力有限公司检修分公司石家庄050070 华北电力大学科技学院河北保定071000 华北电力大学电子与通信工程系河北保定071000

针对变电设备典型视觉缺陷检测中快速定位及缺陷检测的自动化程度和效率较低问题,提出了一种融合边缘计算和改进的Faster R-CNN变电站设备典型视觉缺陷的检测系统,通过将Faster R-CNN模型中的NMS和锚点框生成机制进行改进后存储到边缘... 详细信息

针对变电设备典型视觉缺陷检测中快速定位及缺陷检测的自动化程度和效率较低问题,提出了一种融合边缘计算和改进的Faster R-CNN变电站设备典型视觉缺陷的检测系统,通过将Faster R-CNN模型中的NMS和锚点框生成机制进行改进后存储到边缘设备中,边缘设备直接对采集的变电站设备视频图像进行缺陷检测,并将检测出的缺陷结果发送至云服务器。与传统模型直接将图像信息传送至云服务器进行检测的方式相比,所提检测系统数据传输量减少90%以上。实验结果表明,所提出系统在变电站设备典型视觉缺陷中具有检测准确率高、实时性强等特点,可有效提高变电站巡检的工作效率和智能化水平。

关键词：边缘计算改进Faster R-CNN 变电站巡检视觉缺陷检测

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硬质合金微型喷嘴表面缺陷视觉检测方法研究

硬质合金微型喷嘴表面缺陷视觉检测方法研究

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作者：罗兵四川轻化工大学

学位级别：硕士

目前在硬质合金行业,微型喷嘴表面缺陷检测仍借助光学仪器和液晶屏,采用目测法存在检测工作效率低、人为误判等问题。本课题重点研究基于视觉的检测方法,旨在设计一种基于视觉方法的微型喷嘴表面缺陷自动检测、标记和记录的系统,研究工... 详细信息

目前在硬质合金行业,微型喷嘴表面缺陷检测仍借助光学仪器和液晶屏,采用目测法存在检测工作效率低、人为误判等问题。本课题重点研究基于视觉的检测方法,旨在设计一种基于视觉方法的微型喷嘴表面缺陷自动检测、标记和记录的系统,研究工作主要包括微型喷嘴的图像采集、图像预处理、缺陷特征提取和检测算法研究及软件系统测试等。边缘缺损的端面圆拟合误差大,本文采用半径比较法改进最小二乘法对缺损圆的拟合过程,圆心距精度提高了约21倍,半径差精度提高了约23倍,提高了拟合精度,基于拟合获取的圆心半径构建掩膜图像分割缺陷待检ROI,为缺陷检测算法设计提供基础。待检缺陷包括边缘缺损、端面疤料凹坑、内孔毛刺堵塞。针对端面上存在脏污、灰屑等正常干扰物造成大量误检问题,本文提出了基于特征组合的分类检测算法检测端面缺陷,将端面缺陷分为大缺陷和小缺陷,大缺陷采用灰度特征检测,大缺陷采用结构特征检测,最后通过特征组合较好地实现了端面检测,误检率约为2%。针对内孔毛刺细微短小、堵塞块灰度不均匀等原因造成漏检、误检和检测不完全等问题,提出了基于数学统计的灰度投影算法检测内孔缺陷,首先将转换后的内孔矩形图像灰度值垂直投影在X轴上,通过数学统计法建立柱状统计图,以连续柱状个数区分毛刺、堵塞和合格喷嘴,解决了误检和漏检问题,每件检测时间约为143ms。针对掩膜作差法检测边缘缺损耗时较高问题,本文通过融合掩膜作差法和径向积分法的思想,提出了基于双向搜索的径向作差算法,将单向搜索改为双向搜索,径向积分改为径向作差,统计连续疑似缺陷点链长度作为评判方式,每件检测时间为125ms,提高了约63ms。最后实测了2450件微型喷嘴,测试结果表明该系统检测正确率达98.6%,漏检率和误检率降低了约1%-2%,改善了目测法漏检率高的缺点,检测平均时间约0.834s/件,该系统可以满足硬质合金微型喷嘴检测准确性和实时性的要求。

关键词：微型喷嘴缺损圆拟合视觉缺陷检测灰度投影径向作差

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基于超像素的平面铣削工件表面缺陷视觉检测研究

基于超像素的平面铣削工件表面缺陷视觉检测研究

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作者：马逐曦湘潭大学

学位级别：硕士

视觉缺陷检测在诸多工业领域应用广泛,其中针对工件表面缺陷的检测应用不仅实现了设备的自动化精密控制,提高了生产质量效率,而且解决了缺陷检测依赖人工离线化操作的问题。针对金属铣削加工中工件表面切削轨迹对缺陷信息提取影响较大... 详细信息

视觉缺陷检测在诸多工业领域应用广泛,其中针对工件表面缺陷的检测应用不仅实现了设备的自动化精密控制,提高了生产质量效率,而且解决了缺陷检测依赖人工离线化操作的问题。针对金属铣削加工中工件表面切削轨迹对缺陷信息提取影响较大的现象,本文提出一种基于超像素的机器视觉缺陷检测方法,开展如下几个方面的研究:1、铣削加工实验和工件表面图像信息获取。根据表面质量决定因素构建多加工参数正交实验,完成多种刀具、多种材料、多种加工参数的铣削加工实验,以获取丰富的表面形貌信息;针对工件已加工表面完成图像采集及粗糙度值测量工作。2、基于表面粗糙度的纹理特征甄别可疑缺陷区域。由于工件表面所采集图像高分辨率、大图幅的特点,通过图像分块处理进行图像尺寸裁剪以降低数据维度。将分块后子图像转换为相应灰度共生矩阵并提取其特征参数,结合测得表面粗糙度值构建两者间函数映射关系。分析样本集中含缺陷子图像的特征参数值,定义缺陷判别标准。对比判别标准,筛选出含有可疑缺陷的子图像,将其保存并建立缺陷图像样本库。3、铣削工件表面缺陷的自适应超像素分割。讨论SLIC超像素分割算法中各输入参数在实际缺陷分割时的关键问题,结合极限学习机提出铣削工件表面缺陷的自适应超像素分割算法。提取超像素之间灰度距离和空间距离,构建超像素距离度量函数,寻找缺陷区域与背景区域分界阈值。基于DBSCAN聚类方法自适应聚合缺陷区域与背景区域超像素,获取铣削工件表面缺陷的逻辑二值图像。4、铣削工件表面缺陷几何特征参数提取和缺陷SVM分类模型构建。针对铣削工件表面二值图像的缺陷区域进行几何特征参数提取,并利用主成分分析法进行特征向量的空间降维处理;建立类间欧氏距离作为缺陷各类区分标准,设计基于PBT SVMs的表面缺陷三分类器进行分类识别。理论分析和实验结果表明:本文所提出的自适应超像素缺陷分割和PBT SVMs分类方法对铣削工件表面缺陷的检测展现出良好的效果。通过对缺陷区域中的边缘信息和像素点空间关系综合考虑,有效地提取出较为完整的缺陷区域及其特征参数,并且高效、准确地完成缺陷分类。该方法对工件表面缺陷检测中完整分割缺陷与背景纹理提供了一种新角度和处理方法。

关键词：铣削工件视觉缺陷检测超像素分割几何特征支持向量机

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机器视觉技术在重水核燃料生产线的部分应用

机器视觉技术在重水核燃料生产线的部分应用

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中国核学会2021年学术年会

作者：霍峰习建勋中核北方核燃料元件有限公司

本文以中核北方重水核燃料生产线的升级改造为背景,结合机器视觉技术在近年来国内外的飞速发展和成熟。选用先进的检测和处理系统,对切定长及配组工序中的相关应用进行讨论和分析。结合实际应用环境及检测要求,有针对性地设计检测机构... 详细信息

本文以中核北方重水核燃料生产线的升级改造为背景,结合机器视觉技术在近年来国内外的飞速发展和成熟。选用先进的检测和处理系统,对切定长及配组工序中的相关应用进行讨论和分析。结合实际应用环境及检测要求,有针对性地设计检测机构及应用流程,保证机器视觉技术性能的充分发挥。总结机器视觉技术对于工序高效化、智能化运转的重要作用,并为机器视觉技术的更广泛应用提供理论和实践依据。

关键词：轮廓测量视觉缺陷检测三维机械手视觉系统

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机器人在有色铸件清理、检验及物流的自动化应用

机器人在有色铸件清理、检验及物流的自动化应用

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2016中国有色合金及特种铸造发展论坛

作者：卢世来万盟特工业技术(上海)有限公司

阐述了机器人打磨及其自动化应用在铝合金缸体、缸盖后处理方面的优势及应用。通过机器人实现对专用设备(如:锯床、震沙机、机加工)的整合,借助3D视觉等手段通过机器人完成转运箱取件及装箱实现自动化物流,借助视觉缺陷识别技术实现在... 详细信息

阐述了机器人打磨及其自动化应用在铝合金缸体、缸盖后处理方面的优势及应用。通过机器人实现对专用设备(如:锯床、震沙机、机加工)的整合,借助3D视觉等手段通过机器人完成转运箱取件及装箱实现自动化物流,借助视觉缺陷识别技术实现在自动化物流阶段的视觉检验,透过MES系统实现铸造、后处理及自动化物流的生产信息收集及管理。

关键词：铝合金缸体缸盖机器人自动化清理自动化物流 3D视觉引导视觉缺陷检测 MES信息收集

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