機(jī)器視覺(jué)助力實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)途列車(chē)的自動(dòng)檢測(cè)

DeutscheBahn德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司使用圖像技術(shù)來(lái)完成維護(hù)工作：借助E-Check，為不斷增加的長(zhǎng)途運(yùn)輸旅客數(shù)量做好準(zhǔn)備。01火車(chē)數(shù)量不斷增加，技術(shù)工人日益短缺在未來(lái)幾年內(nèi)，DeutscheBahn德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司的長(zhǎng)途運(yùn)力將比2020年增加近一倍。屆時(shí)，維護(hù)需求將會(huì)增加。除了進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和人員投資之外，還需要投資自動(dòng)化系統(tǒng)才能滿(mǎn)足上述需求。啟動(dòng)E-Check流程旨在開(kāi)發(fā)一套半自動(dòng)化的檢測(cè)和維護(hù)系統(tǒng)，用于維護(hù)各種ICE城際快速列車(chē)（ICE是德國(guó)InterCityExpress長(zhǎng)途列車(chē)的縮寫(xiě)）。第一個(gè)配備新技術(shù)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(xiàng)新技術(shù)。E-Check可提供的幫助包括：■讓更多列車(chē)保持活躍的運(yùn)行狀態(tài)；■簡(jiǎn)化和促進(jìn)維護(hù)規(guī)劃；■減少維護(hù)工作中因人員短缺造成的瓶頸。02相機(jī)技術(shù)和人工智能的應(yīng)用難點(diǎn)列車(chē)是一套由各種功能單元組成的復(fù)雜系統(tǒng)。檢查它是否存在潛在缺陷或者能否滿(mǎn)足維護(hù)要求是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。圖像處理技術(shù)也面臨著許多挑戰(zhàn)，其中包括：■32臺(tái)同步相機(jī)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)；■光源條件欠佳；■環(huán)境波動(dòng)強(qiáng)烈，以及需要不斷調(diào)整焦距來(lái)確保正確對(duì)焦。除了高性能硬件外，這項(xiàng)任務(wù)還需要借助精妙復(fù)雜的人工智能軟件。這就必須花費(fèi)巨資對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證。畢竟，在與安全相關(guān)的任務(wù)中，AI技術(shù)必須要與人工檢查同樣可靠。因此，E-Check的目標(biāo)是建立一個(gè)混合型檢查系統(tǒng)：保留人力維護(hù)流程，并讓AI技術(shù)承擔(dān)部分任務(wù)來(lái)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(xiàng)目中，GestaltRobotics公司（提供軟件和芯片技術(shù)）、Strama-MPS公司（提供集成機(jī)械工程技術(shù)）與G?tting公司（提供AGV硬件）組成了一個(gè)聯(lián)合企業(yè)。GestaltRobotics公司正在開(kāi)發(fā)適用于外部檢測(cè)的建筑專(zhuān)用人工智能模型，名為infraView。E-Check包括一個(gè)可采集緩駛列車(chē)的完整圖像的相機(jī)拱門(mén)、一個(gè)可選配的移動(dòng)式地下裝置和移動(dòng)式E-CheckCobot，該Cobot機(jī)器人可協(xié)助檢查底盤(pán)并管理自來(lái)水和廢水供應(yīng)。進(jìn)入檢修大廳的列車(chē)要經(jīng)過(guò)裝有32臺(tái)Baslerace2相機(jī)的相機(jī)拱門(mén)。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(dòng)式E-CheckCobot。每個(gè)Cobot機(jī)器人配備兩條機(jī)械臂，每條機(jī)械臂各安裝了一臺(tái)Baslerace2a2A5328-4gcPRO相機(jī)，它可以拍攝到靜態(tài)相機(jī)無(wú)法采集到的區(qū)域。ace2相機(jī)是移動(dòng)式地下檢測(cè)設(shè)備(MUFIG)的核心部件，可提供高分辨率的數(shù)據(jù)，用于檢測(cè)潛在的缺陷和異常。?德國(guó)聯(lián)邦鐵路股份公司/OliverLang相機(jī)收集的數(shù)據(jù)由GestaltRobotics公司的"AutomateOS"媒介軟件進(jìn)行處理，以供后續(xù)步驟使用。然后，這個(gè)精妙復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)就可以檢測(cè)出潛在的異常和缺陷，并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。例如，檢測(cè)松動(dòng)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(duì)人工智能系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和修正，以持續(xù)不斷地改進(jìn)系統(tǒng)。在軟件方面，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作是由流程規(guī)劃器負(fù)責(zé)，所有流程數(shù)據(jù)都透明、安全地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。移動(dòng)機(jī)器人不僅能在識(shí)別維護(hù)需求方面提供支持，還能執(zhí)行清空和填充列車(chē)水箱的任務(wù)。這項(xiàng)工作由帶有兩條機(jī)械臂的移動(dòng)Cobot獨(dú)立完成。帶有兩條機(jī)械臂的Cobot機(jī)器人可自主負(fù)責(zé)水資源管理。?德國(guó)聯(lián)邦鐵路股份公司/OliverLang04該視覺(jué)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)■邊緣計(jì)算，由于現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量大，沒(méi)有云連接；■Baslerpylon軟件套裝是預(yù)配置相機(jī)和確定焦距的重要工具；■通過(guò)可視化呈現(xiàn)來(lái)簡(jiǎn)化復(fù)雜的檢測(cè)任務(wù)；■借助高分辨率可精確檢測(cè)張力包絡(luò)曲線；■利用GigE數(shù)據(jù)傳輸讓整體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能。05解決方案所用產(chǎn)品適用于圖像采集的pylon軟件pylon能夠?yàn)樵S多相機(jī)接口提供經(jīng)過(guò)認(rèn)證的驅(qū)動(dòng)程序并