項目名稱: 工業(yè)質檢機器人
單位名稱：微妙物聯(lián)人工智能實驗室
日期: 2022/12/5
1. 創(chuàng)意構思與原型機特色摘要說明
工業(yè)質檢機器人,采用jetson
nano,具備6自由度機械臂,機械臂上安裝有高清攝像頭,具備自動識別產品,自動對巡檢部位進行分析的人工智能機器人.
機械臂,相機,AI結合起來,具備人工智能的質檢機器人:通過機械臂和相機,以不同視角和距離,靈活查看不同目標和不同位置,通過Ai算法,實現(xiàn)產品的品質和缺陷檢測.
通過機械臂示教接口可以定義和獲取機械臂的檢測的點和角度,通過AI算法,實現(xiàn)引導機械臂和攝像頭對缺陷產品的檢測區(qū)域和檢測點的樣本的自動采集,AI算法通過樣本自動完成缺陷檢測模型訓練工作,達到AI模型的數(shù)據集的自動采集和模型的自我學習功能,可以免去或大大減少人工數(shù)據和缺陷數(shù)據的采集和訓練工作,通過機械臂和模型算法實現(xiàn)自學習功能,可以大大增強產品的廣泛應用.
2. 創(chuàng)作背景
傳統(tǒng)工業(yè)質檢的問題:
1.工業(yè)相機固定位置和視角.
-
2.多面工業(yè)相機只有二維的變化,視角焦距固定.
所以,采取傳統(tǒng)工業(yè)相機的采集方式,存在視角固定,位置固定,即便是用多面相機,也不能接解決多維度,多視角的問題,并且缺少自由度,無法適應多種不同產品和不同檢測部位和視角問題.
新創(chuàng)新: Arm Camera和 AI結合 誕生工業(yè)質檢機器人
- 面向攝影的專業(yè)設備Arm camera(,手臂相機)
可以多視角,多維度,不同距離拍攝目標,讓攝影擺脫空間和角度及距離限制,達到隨心所欲觀察目標. - AI計算設備(NVIDIA Jetson)具備超強的算力
- 機械臂,相機,AI結合起來,具備人工智能的質檢機器人:通過機械臂和相機,以不同視角和距離,靈活查看不同目標和不同位置,通過Ai算法,實現(xiàn)產品的品質和缺陷檢測.
3. 系統(tǒng)功能與范疇
硬件:
jetson nano主機
6自由度機械臂
安裝到機械臂上的攝像頭
物料轉盤
控制接口
軟件:
1.ubuntu18
jetson inference
opencv
nvidia tensorrt
web admin
AI算法控制平臺
機械臂控制接口
模型自學習訓練平臺
架構:
4. 任務實現(xiàn)
首先,我們通過通過設計一套模版采集模型,通過定義產品和機械臂的示教接口,采集這個產品需要檢測的每個采集點(機械臂相機的空間位置位置,攝像頭的參數(shù),及這個采集點的操作:如移動,掃描,拍照等).
定義模板規(guī)劃路徑和行為
采集拍照,生成數(shù)據集
完成模型,自動運行工作
測試樣機展示:
output.gif
5. 制作實現(xiàn)與未來量產可能性說明
整套質檢機器人的硬件清單:
jetson nano 4G主機
機械臂攝像頭
工作平臺
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桌面6自由度機械臂
預計成本不到1萬元.
產品不需要昂貴精度很高的裝配機械臂,桌面級精度0.1mm的級別的機械臂就可以滿足拍照和檢測要求,這樣配合低成本的jetson
nano和低成本的機械臂整體成本可以控制的很低,可以滿足大多數(shù)場景,特殊場景選配工業(yè)機械臂即可滿足特定工業(yè)場景的需求.
6. 創(chuàng)意構想補充與未來發(fā)展愿景
傳統(tǒng)工業(yè)質檢方案面對復雜場景的情況下,固定的工業(yè)相機有諸多的不便,針對不同產品和不同的檢測部位,也缺乏靈活性.采用機械臂配合壁裝攝像頭,讓檢測的視角具備各種角度,配合jetson
nano的AI算法和機械臂控制算法,使得正負樣本的采集工作變成程序的一部分,通過AI的自學習和模型自訓練,使得機械臂擁有了靈魂:
1. 可以自主判斷產品種類
2. 根據產品種類啟動不同的檢測模型和檢測部位程序
3. 攝像頭可以通過預設的程序移動到設定的位置,拍照并做缺陷檢測
4. 機械臂可以自我學習,拍照樣本完善模型
這樣的機械臂結合攝像頭和邊緣計算的AI算法,實現(xiàn)了對傳統(tǒng)的工業(yè)質檢的超越,大大提升生產線的品控和質檢效率.
工業(yè)質檢機器人,通過AI算法可以針對不同產品和不同場景使用不同的檢測程序和檢測模型,可以適配生產線上多種產品的質檢要求,特別是低成本,可編程和模型自我學習的功能,讓產品適配大多數(shù)工業(yè)質檢場景,產品具備很好的應用場景.
