CN113324998B - 一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，首先获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；再基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；随后基于偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；再基于巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；同时对钛合金棒生产设备进行拍摄；将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；本发明能够获取生产设备在运行时的各个方向的影像，进而对影像进行分析，无需技术人员到现场进行巡检，且可方便的根据不同的设备选择不同的技术人员进行远程质检，使人力成本、巡检效率和技术难度有效降低。

Description

一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统

技术领域

本发明涉及生产质检监管技术领域，具体涉及一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统。

背景技术

在钛合金棒材的生产过程中，需要多种生产加工设备进行相互配合才能使生产出的钛合金棒材符合标准；其中，各个生产加工设备的稳定运行对钛合金棒材的品质起着关键作用，因此对生产加工设备定期巡检是十分必要的。

现有对钛合金棒材的生产加工设备进行巡检通常需要各个设备的技术人员到现场实地巡检。

但整个钛合金棒材的生产过程中涉及的设备众多，单个技术人员掌握所有设备的巡检标准的难度较大，而增加巡检的技术人员又会增加人力成本，巡检效率较低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，解决了现有针对钛合金棒材生产设备质检效率低下的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，包括：巡检机器人、质检员终端、控制终端；

所述巡检机器人包括：

巡检影像采集模块，用于在沿偏移边界运动一圈时，对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；

质检员终端包括：

播放模块，用于显示巡检影像；

质检报告生成模块，用于基于输入信息生成质检报告；

所述控制终端包括：

占地边界获取模块，用于获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；

偏移边界生成模块，用于基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；

巡检方案生成模块，用于基于所述偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；

巡检控制模块，用于基于所述巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；

巡检影像分发模块，用于将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；

质检报告汇总模块，用于从质检员终端获取质检报告。

进一步的，所述占地边界获取模块包括：

离散点生成单元，用于获取生产区域内包含钛合金棒生产设备的尺寸信息的二维地图；并将二维地图离散化后得到离散点；

包围盒计算单元，用于获取钛合金棒生产设备对应的离散点，并计算钛合金棒生产设备的OBB包围盒；

映射单元，用于将所述OBB包围盒映射为对应钛合金棒生产设备的占地边界。

进一步的，所述偏移边界生成模块包括：

偏移距离获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移距离，所述偏移距离为巡检影像中能完整包含钛合金棒生产设备时，视频采集设备与钛合金棒生产设备的距离；

偏移放大单元，用于根据偏移距离对占地边界进行偏移放大，得到偏移边界。

进一步的，所述巡检方案生成模块包括：

备选巡检节点获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移边界的离散点，并作为钛合金棒生产设备的备选巡检节点；

路径规划单元，用于从各个钛合金棒生产设备的备选巡检节点中筛选出一个作为巡检节点，再基于巡检节点生成巡检路径，将巡检节点和巡检路径作为巡检方案。

进一步的，所述巡检控制模块包括：

巡检机器人速度控制单元，用于当巡检机器人在巡检节点之间移动时，控制巡检机器人以第一速度运动；还用于当巡检机器人在偏移边界移动时，控制巡检机器人以第二速度运动；

数据采集控制单元，用于当巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；

进一步的，所述第一速度运动大于第二速度运动。

进一步的，所述巡检机器人还包括：近场通信模块，用于在巡检机器人到达巡检节点后，获取钛合金棒生产设备的运行数据。

(三)有益效果

本发明首先获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；再基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；随后基于所述偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；再基于所述巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；同时对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；质检员查看巡检影像后，生成质检报告；从质检员终端获取质检报告。能够获取生产设备在运行时的各个方向的影像，进而对影像进行分析，得到质检报告，无需技术人员到现场进行巡检，且可方便的根据不同的设备选择不同的技术人员进行远程质检，使人力成本、巡检效率和技术难度有效降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的系统框图；

图2为本发明实施例的二维地图的示意图；

图3为本发明实施例的包围盒的示意图；

图4为本发明实施例的占地边界和偏移边界的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例通过提供一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，解决了现有针对钛合金棒材生产设备质检效率低下的问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本发明实施例提出了一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，参见图1，包括：巡检机器人、质检员终端、控制终端；

巡检机器人包括：

巡检影像采集模块，用于在沿偏移边界运动一圈时，对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；

质检员终端包括：

播放模块，用于显示巡检影像；

质检报告生成模块，用于基于输入信息生成质检报告；

控制终端包括：

占地边界获取模块，用于获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；

偏移边界生成模块，用于基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；

巡检方案生成模块，用于基于偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；

巡检控制模块，用于基于巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；

巡检影像分发模块，用于将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；

质检报告汇总模块，用于从质检员终端获取质检报告。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例首先获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；再基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；随后基于偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；再基于巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；同时对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；质检员查看巡检影像后，生成质检报告；从质检员终端获取质检报告。能够获取生产设备在运行时的各个方向的影像，进而对影像进行分析，得到质检报告，无需技术人员到现场进行巡检，且可方便的根据不同的设备选择不同的技术人员进行远程质检，使人力成本、巡检效率和技术难度有效降低。

下面对本发明实施例的实现过程进行详细说明：

对于巡检机器人，包括：

巡检影像采集模块，用于在沿偏移边界运动一圈时，对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；

近场通信模块，用于在巡检机器人到达巡检节点后，获取钛合金棒生产设备的运行数据。

为了实现上述功能，巡检机器人可采用现有的无人驾驶智能车辆，通过无线网络实现控制，而巡检影像采集模块可采用现有的摄像装置，例如高分辨率的彩色摄像机，采集的巡检影像可进一步包括视频数据和音频数据，以便质检员对其进行分析。而近场通信模块可采用蓝牙5.0模块，能够实现数据的近距离传输。

对于质检员终端，包括：

播放模块，用于显示巡检影像；

质检报告生成模块，用于基于输入信息生成质检报告；

为了实现上述功能，可采用现有的具有通信功能的智能终端，例如，装有相应功能的程序的智能手机、电脑等。通过智能终端的输入装置，如键盘、触控屏等，可以获取输入信息；再通过语义识别，得到质检员对巡检影像的评价；例如可将巡检影像的评价分类为正常、异常、待进一步确认。并将巡检影像的评价作为质检报告。

而质检员可为钛合金棒生产企业的技术人员，也可直接接入对应设备的生产厂商的售后技术人员，以便更加专业准确的对设备的运行状态进行分析。

对于控制终端，包括：

占地边界获取模块，用于获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界。

具体的，钛合金棒生产设备的占地边界可由人工进行标注和绘制，也可采用通过如图2所示的生产区域的二维地图生成，则占地边界获取模块具体包括：

离散点生成单元，用于获取生产区域内包含钛合金棒生产设备的尺寸信息的二维地图；并将二维地图离散化后得到离散点。

其中，二维地图包括生产区域内的所有生产设备的位置和尺寸(图2中以点-线构成的闭合框表示)，而二维地图可由人工导入，离散点的密度可根据实际需要进行设置，密度越高，其精度越大。

包围盒计算单元，用于获取钛合金棒生产设备对应的离散点，并计算得到如图3所示钛合金棒生产设备的OBB包围盒(以实线表示)；

由于各种钛合金棒生产设备的外型差异很大，为了降低计算复杂度，这里采用具有方向的OBB包围盒，相比于球体、AABB，OBB包围盒更加贴近钛合金棒生产设备的外形。

映射单元，用于将OBB包围盒映射为对应钛合金棒生产设备的占地边界。即通过OBB包围盒表示钛合金棒生产设备的占地边界。

在得到钛合金棒生产设备的占地边界，需要根据各个设备的实际尺寸和拍摄范围，确定巡检机器人的非拍摄区域。

偏移边界生成模块，用于基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界。下面给出一种偏移边界生成模块，具体包括：

偏移距离获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移距离。

其中，为了保证能完成的采集到整个设备的影像，偏移距离为巡检影像中能完整包含该钛合金棒生产设备时，视频采集设备与钛合金棒生产设备的距离；且偏移距离的精度与离散点的间距相同。

偏移放大单元，以生产设备d举例，如图4所示，用于根据偏移距离对占地边界(用实线表示)进行偏移放大，得到偏移边界(用虚线表示)。

巡检方案生成模块，用于基于偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；下面给出一种可行的巡检方案生成模块，包括：

备选巡检节点获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移边界的离散点，并作为钛合金棒生产设备的备选巡检节点；若偏移边界上的离散点数量较少，也可获取处于偏移边界外侧且偏移边界端点的最近的离散点作为备选巡检节点。

路径规划单元，用于从各个钛合金棒生产设备的备选巡检节点中筛选出一个作为巡检节点，再基于巡检节点生成巡检路径，将巡检节点和巡检路径作为巡检方案。

对于巡检节点的选取，可采用随机筛选，在处理性能压力不大的情况下，也可采用现有的多目标路径规格算法遍历所有巡检路线，再计算巡检路线的总移动成本，选择总移动成本最小的路线作为最优的巡检节点和巡检路径。

巡检控制模块，用于基于巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈，这样可以获得生产设备在各个角度的图像。

巡检控制模块包括：

巡检机器人速度控制单元，用于当巡检机器人在巡检节点之间移动时，控制巡检机器人以第一速度运动；还用于当巡检机器人在偏移边界移动时，控制巡检机器人以第二速度运动；

数据采集控制单元，用于当巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；为了提高巡检效率，第一速度运动大于第二速度运动。

巡检影像分发模块，用于将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端。

质检报告汇总模块，用于从质检员终端获取质检报告，质检报告汇总还可进一步从近场通信模块获取运行数据，可进一步准确的提取出不符合标准的设备，实现对设备运行状态的控制。

综上，与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明首先获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；再基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；随后基于偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；再基于巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；

同时对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；质检员查看巡检影像后，生成质检报告；从质检员终端获取质检报告。能够获取生产设备在运行时的各个方向的影像，进而对影像进行分析，得到质检报告，无需技术人员到现场进行巡检，且可方便的根据不同的设备选择不同的技术人员进行远程质检，使人力成本、巡检效率和技术难度有效降低。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，其特征在于，包括：巡检机器人、质检员终端、控制终端；

所述巡检机器人包括：

巡检影像采集模块，用于在沿偏移边界运动一圈时，对钛合金棒生产设备进行拍摄，得到巡检影像；

质检员终端包括：

播放模块，用于显示巡检影像；

质检报告生成模块，用于基于输入信息生成质检报告；

所述控制终端包括：

占地边界获取模块，用于获取生产区域内各个钛合金棒生产设备的占地边界；

偏移边界生成模块，用于基于占地边界和对应的偏移距离生成各个钛合金棒生产设备的偏移边界；

巡检方案生成模块，用于基于所述偏移边界生成包含巡检节点和巡检路径的巡检方案；

巡检控制模块，用于基于所述巡检方案控制巡检机器人依次到达各个巡检节点；并在巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈；

巡检影像分发模块，用于将采集的巡检影像分发至对应的质检员终端；

质检报告汇总模块，用于从质检员终端获取质检报告；

所述占地边界获取模块包括：

离散点生成单元，用于获取生产区域内包含钛合金棒生产设备的尺寸信息的二维地图；并将二维地图离散化后得到离散点；

包围盒计算单元，用于获取钛合金棒生产设备对应的离散点，并计算钛合金棒生产设备的OBB包围盒；

映射单元，用于将所述OBB包围盒映射为对应钛合金棒生产设备的占地边界；

所述偏移边界生成模块包括：

偏移距离获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移距离，所述偏移距离为巡检影像中能完整包含钛合金棒生产设备时，视频采集设备与钛合金棒生产设备的距离；

偏移放大单元，用于根据偏移距离对占地边界进行偏移放大，得到偏移边界；

所述巡检方案生成模块包括：

备选巡检节点获取单元，用于获取钛合金棒生产设备的偏移边界的离散点，并作为钛合金棒生产设备的备选巡检节点；

路径规划单元，用于从各个钛合金棒生产设备的备选巡检节点中筛选出一个作为巡检节点，再基于巡检节点生成巡检路径，将巡检节点和巡检路径作为巡检方案。

2.如权利要求1所述的一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，其特征在于，所述巡检控制模块包括：

巡检机器人速度控制单元，用于当巡检机器人在巡检节点之间移动时，控制巡检机器人以第一速度运动；还用于当巡检机器人在偏移边界移动时，控制巡检机器人以第二速度运动；

数据采集控制单元，用于当巡检机器人到达巡检节点后，控制巡检机器人沿偏移边界运动一圈。

3.如权利要求2所述的一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，其特征在于，所述第一速度运动大于第二速度运动。

4.如权利要求1所述的一种用于钛合金棒材的生产质检监管系统，其特征在于，所述巡检机器人还包括：

近场通信模块，用于在巡检机器人到达巡检节点后，获取钛合金棒生产设备的运行数据。

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