機器視覺助力實現(xiàn)對長途列車的自動檢測

DeutscheBahn德國聯(lián)邦鐵路公司使用圖像技術來完成維護工作：借助E-Check，為不斷增加的長途運輸旅客數(shù)量做好準備。01火車數(shù)量不斷增加，技術工人日益短缺在未來幾年內，DeutscheBahn德國聯(lián)邦鐵路公司的長途運力將比2020年增加近一倍。屆時，維護需求將會增加。除了進行結構化和人員投資之外，還需要投資自動化系統(tǒng)才能滿足上述需求。啟動E-Check流程旨在開發(fā)一套半自動化的檢測和維護系統(tǒng)，用于維護各種ICE城際快速列車（ICE是德國InterCityExpress長途列車的縮寫）。第一個配備新技術是位于科隆市尼佩斯區(qū)的ICE工廠。到2025年，柏林、多特蒙德、漢堡和慕尼黑將陸續(xù)采用這項新技術。E-Check可提供的幫助包括：■讓更多列車保持活躍的運行狀態(tài)；■簡化和促進維護規(guī)劃；■減少維護工作中因人員短缺造成的瓶頸。02相機技術和人工智能的應用難點列車是一套由各種功能單元組成的復雜系統(tǒng)。檢查它是否存在潛在缺陷或者能否滿足維護要求是一項艱巨的任務。圖像處理技術也面臨著許多挑戰(zhàn)，其中包括：■32臺同步相機產生的大量數(shù)據(jù)；■光源條件欠佳；■環(huán)境波動強烈，以及需要不斷調整焦距來確保正確對焦。除了高性能硬件外，這項任務還需要借助精妙復雜的人工智能軟件。這就必須花費巨資對其進行驗證和認證。畢竟，在與安全相關的任務中，AI技術必須要與人工檢查同樣可靠。因此，E-Check的目標是建立一個混合型檢查系統(tǒng)：保留人力維護流程，并讓AI技術承擔部分任務來提高工作效率。03圖像處理系統(tǒng)是E-Check的重要組成部分在E-Check項目中，GestaltRobotics公司（提供軟件和芯片技術）、Strama-MPS公司（提供集成機械工程技術）與G?tting公司（提供AGV硬件）組成了一個聯(lián)合企業(yè)。GestaltRobotics公司正在開發(fā)適用于外部檢測的建筑專用人工智能模型，名為infraView。E-Check包括一個可采集緩駛列車的完整圖像的相機拱門、一個可選配的移動式地下裝置和移動式E-CheckCobot，該Cobot機器人可協(xié)助檢查底盤并管理自來水和廢水供應。進入檢修大廳的列車要經過裝有32臺Baslerace2相機的相機拱門。a2A5328-4gcPRO它每秒可記錄兩幅高分辨率圖像。然后需要在維修大廳使用移動式E-CheckCobot。每個Cobot機器人配備兩條機械臂，每條機械臂各安裝了一臺Baslerace2a2A5328-4gcPRO相機，它可以拍攝到靜態(tài)相機無法采集到的區(qū)域。ace2相機是移動式地下檢測設備(MUFIG)的核心部件，可提供高分辨率的數(shù)據(jù)，用于檢測潛在的缺陷和異常。?德國聯(lián)邦鐵路股份公司/OliverLang相機收集的數(shù)據(jù)由GestaltRobotics公司的"AutomateOS"媒介軟件進行處理，以供后續(xù)步驟使用。然后，這個精妙復雜的人工智能系統(tǒng)就可以檢測出潛在的異常和缺陷，并對其進行分類。例如，檢測松動或丟失的螺絲、材料磨損或可能危及安全的石屑損壞。員工還能對人工智能系統(tǒng)進行監(jiān)控和修正，以持續(xù)不斷地改進系統(tǒng)。在軟件方面，系統(tǒng)的協(xié)調工作是由流程規(guī)劃器負責，所有流程數(shù)據(jù)都透明、安全地存儲在數(shù)據(jù)庫中。移動機器人不僅能在識別維護需求方面提供支持，還能執(zhí)行清空和填充列車水箱的任務。這項工作由帶有兩條機械臂的移動Cobot獨立完成。帶有兩條機械臂的Cobot機器人可自主負責水資源管理。?德國聯(lián)邦鐵路股份公司/OliverLang04該視覺系統(tǒng)的技術特點■邊緣計算，由于現(xiàn)場系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量大，沒有云連接；■Baslerpylon軟件套裝是預配置相機和確定焦距的重要工具；■通過可視化呈現(xiàn)來簡化復雜的檢測任務；■借助高分辨率可精確檢測張力包絡曲線；■利用GigE數(shù)據(jù)傳輸讓整體系統(tǒng)實現(xiàn)高性能。05解決方案所用產品適用于圖像采集的pylon軟件pylon能夠為許多相機接口提供經過認證的驅動程序并