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工业视觉检测方法的研究

工业视觉检测方法的研究

作者：贾海斌北京工业大学

学位级别：硕士

尽管基于图象的视觉检测系统已经在工业领域中有广泛的应用,但检测精度仍然受到诸多现实因素的影响。通用的方法是将实时获得的图片与一个预先选择好的模板图片进行点对点的比较。本论文采用了容差区域的方法取代了原有的模板图象法。... 详细信息

尽管基于图象的视觉检测系统已经在工业领域中有广泛的应用,但检测精度仍然受到诸多现实因素的影响。通用的方法是将实时获得的图片与一个预先选择好的模板图片进行点对点的比较。本论文采用了容差区域的方法取代了原有的模板图象法。这个容差区域是基于对图片的两个坐标值的计算而得出的,而不是像原有方法一样基于图片的整个区域计算得来。为了更好的保证检测系统的精度,人工神经网络用来剔除被检测零件图片中的干扰和不可控信息。同时,为了提高系统的效率,本文应用试验设计方法来选择最佳的神经网络训练数据。通过此方法获得该检测容差区域后,实时图片的两个坐标值将与之进行比较,如果该坐标值落在容差区域之内,则表示该图片中的零件为合格,反之,为不合格。实验表明,该方法的检测准确率高达95%。论文展示了三个工业实例,分别为标签印刷质量检测及两个汽车零件制造检测。

关键词：神经网络工业视觉检测容差区域试验设计方法田口方法

“双高”背景下智能控制技术专业群实训室建设创新与实践——以工业视觉检测实训室为例

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中国设备工程 2023年第19期 39-42页

作者：张淑红王熙雏苏州工业职业技术学院江苏苏州215104

依托中国特色高水平专业群——智能控制技术专业群,为适应智能控制技术专业群区域产业的调整和变化带来的“新企业”“新技能”“新岗位”,及时地满足企业的人才需求,建设智能线集成与应用于一体的工业视觉检测实训室,校企合作探索新建... 详细信息

依托中国特色高水平专业群——智能控制技术专业群,为适应智能控制技术专业群区域产业的调整和变化带来的“新企业”“新技能”“新岗位”,及时地满足企业的人才需求,建设智能线集成与应用于一体的工业视觉检测实训室,校企合作探索新建课程《工业视觉检测》“岗课证融通”,在双高建设专业中深入实施职业技能等级证书制度。

关键词： “双高” 智能控制技术 1+X证书工业视觉检测

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面向工业产线的物体位姿估计方法研究及应用

面向工业产线的物体位姿估计方法研究及应用

作者：白洁西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着人工智能技术的不断发展,智能制造业将迎来新一轮技术革命。工业视觉检测作为智能制造中的关键环节,也逐步成为了热点研究领域。以往基于2D机器视觉的工业检测技术仅利用二维图像完成特定检测任务,容易受到环境光照或物体表面纹理... 详细信息

随着人工智能技术的不断发展,智能制造业将迎来新一轮技术革命。工业视觉检测作为智能制造中的关键环节,也逐步成为了热点研究领域。以往基于2D机器视觉的工业检测技术仅利用二维图像完成特定检测任务,容易受到环境光照或物体表面纹理等因素的影响,在面对较为复杂的工业场景时由于信息利用不充分而无法稳定地完成检测任务,因此将3D机器视觉技术引入工业视觉检测领域势在必行。物体三维重建与6D位姿估计作为3D机器视觉的关键技术,通过利用三维空间信息获取物体在三维场景中的6D位姿,并基于此高效准确地完成工业视觉检测任务。通过上述分析,本文面向工业产线开展基于物体三维重建的6D位姿估计技术研究,主要内容包括:(1)针对工业产线中获取物体三维模型的时间成本高的问题,本文提出基于旋转平台和消费级RGBD相机的物体三维重建方案,搭建物体三维重建数据采集平台,并基于此平台快速完成物体的三维重建工作。具体来说,首先基于棋盘格特征计算相机位姿,随后通过数据采集平台采集物体的表面信息并计算得到物体的多帧点云,对物体多帧点云分两阶段进行配准得到物体点云模型,针对于点云配准过后由于累计误差而造成的物体重建质量较差的问题,本文提出基于TSDF模型的全局误差修正策略,最后基于修正过的点云模型使用泊松重建算法生成物体的连续表面。实验结果表明,本文所提出的物体三维重建方案的平均建模时间为75s,建模尺寸误差为2mm。(2)针对工业产线中物体的6D位姿估计效率与精度低的问题,本文提出基于物体模型与改进点对特征的6D位姿估计算法。首先基于重建的物体模型,使用改进点对特征完成物体的初始位姿估计,随后使用ICP算法优化物体位姿。其中,在初始位姿估计阶段,首先将物体的颜色纹理特征融入传统点对特征,以此消除结构对称物体的位姿歧义性,然后基于改进点对特征构建物体的点对模型,随后通过建立阈值采样球提高场景点对特征的计算效率,并减少无效信息对位姿估计精度的影响,最后基于点对特征匹配场景点对与物体点对,并经过位姿投票与聚类获取物体的初始位姿。实验结果表明,本文所提出的物体6D位姿估计算法的平均精度指标ADD(S)值约为1.4mm,相比于传统点对特征算法提速79%。(3)在完成算法设计实现及相关实验验证后,本文面向某工业产线中的散热片安装场景设计并搭建基于物体三维重建的位姿检测系统。经过多轮系统测试,本文所提出的方案满足散热片安装场景对检测速度与精度的要求,对散热片安装状态的检测准确率达到95%,从而验证了该系统在工业场景中具备实用性。

关键词：工业视觉检测 3D机器视觉三维重建 6D位姿估计点对特征

面向工业流水线场景的时序动作定位方法及应用

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面向工业流水线场景的时序动作定位方法及应用

作者：要苏雨西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着制造业和新一代信息技术的不断发展,工业流水线场景下工人的操作工序检测逐渐成为制造业产业升级的研究重点之一,其中,如何将基于数据集的研究方法实际应用于工业场景并保证较高的检测精度作为研究难点,决定了系统的可靠性和实用价... 详细信息

随着制造业和新一代信息技术的不断发展,工业流水线场景下工人的操作工序检测逐渐成为制造业产业升级的研究重点之一,其中,如何将基于数据集的研究方法实际应用于工业场景并保证较高的检测精度作为研究难点,决定了系统的可靠性和实用价值。相对于公开数据集,在实际应用场景中由于流水线的非结构化特性以及工人操作动作密集、动作时间空间尺度不尽相同等特点,使时序动作定位算法应用于复杂的工业流水线场景变得异常困难。本文以复杂工业场景下装配无人机流水线的操作工人为检测对象,以在该场景下基于深度学习算法的时序动作定位算法为研究内容,实现复杂工业流水线场景下对操作工人的操作工序的动作定位与检测任务,并实际应用于“数字IE工程师”系统,完成多线体分析等任务,达到辅助工程师优化流水线生产效率的目的。本论文主要研究工作如下:(1)以工业无人机流水线为研究场景,建立了适用于时序动作定位任务的视频数据集。经过对采集到的视频进行预处理、裁切、标注等工作,构建的视频数据集共包含6个无人机流水线岗位的80段视频,每段视频帧率为30帧,持续时间1-2分钟,共包含拿、放、粘胶带、拧螺丝、装机臂、剪减震球等12类操作动作。(2)提出了一种面向工业流水线场景的时序动作定位方法。以Action Former为基础算法,在原编码器的基础上加入跳层连接结构,实现各编码层下采样后不同尺度特征之间的融合,在保留强语义信息的同时又尽可能弥补了因下采样操作导致丢失的大量信息,实现对不同时间尺度的操作动作更加精准地回归。除此之外,在时序动作定位算法之前加入基于人体姿态估计的背景去噪模块,极大的提升了系统在实际应用场景中的可用性。(3)将提出的时序动作定位方法移植到“数字IE工程师”系统并在实际应用场景中进行测试,使用时序动作定位的检测结果完成系统中的多线体分析任务,通过对比不同线体同岗位的工人操作工序,对操作时间异常的情况做出提醒,在实际应用中取得了较为出色的表现。

关键词：视频理解时序动作定位工业视觉检测特征融合

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车辆检修工业4.0基础初探

铁道车辆 2021年第3期59卷 110-113页

作者：张杰向勇李宝志姚卫东尹春玲中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司新疆乌鲁木齐830011

车辆检修中存在信息采集手段单一、信息数据孤立不能共享、设备智能化程度低等亟待解决的问题。文章对上述问题进行分析后认为,通过构建统一的工业物联网以及工业视觉检测系统、大数据分析结果在车辆检修检测中的应用,有助于实现车辆检... 详细信息

车辆检修中存在信息采集手段单一、信息数据孤立不能共享、设备智能化程度低等亟待解决的问题。文章对上述问题进行分析后认为,通过构建统一的工业物联网以及工业视觉检测系统、大数据分析结果在车辆检修检测中的应用,有助于实现车辆检修向智能化生产方向迈进。

关键词：车辆检修工业物联网设备智能化工业视觉检测