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绵阳市科瑞特机器人有限公司
作者:李玲  发布时间:2018-09-28    阅读次数:93

一、企业基本信息

企业名称: 绵阳市科瑞特机器人有限公司

公司地址:绵阳高新区中国科技城大学科技园区

入园时间: 20161

企业网址:

二、企业情况简介

绵阳科瑞特机器人有限公司由长期从事机器人测控技术的教授和博硕士联合创建,专注于机器人自动化的技术研制、产品开发,方案设计于一体,机器人关键技术的创新研究与应用推广,并提供技术服务。

公司主要从事机器人科技领域内的技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务。机械工程、网络工程、电子计算机与电子技术信息、光机电一体化、智能检测、能源与环保、民用核能技术、传统产业中的高科技运用,以及相关的自动化设备、软件及配件的销售。

公司自动化产品包括多种机器人等,可以广泛应用于核环境、生化、冶金、汽车、化工、机械设备、智能检测等众多领域。目前主要针对核环境、反恐和生化等复杂危险环境中在运行维护、设施退役、废物处理、应急处置等各方面的特种机器人需要,与中国物理工程院、中核821、中核404及中国空气动力中心等企事业单位合作开发相关产品,并为他们提供技术服务。

三、企业研发项目 

1. 全自动荧光磁粉无损探伤技术与装备

  荧光磁粉检测是是五种应用较为广泛的常规无损检测方法之一,是用于各种铁磁性材料产品表面和近表面的缺陷检测中用得最多、最有效、最成熟的方法,包括未加工的原材料(钢坯),加工后的半成品、成品以及正在使用中的零部件。目前半自动磁粉探伤技术已经成熟并广泛应用,但是该技术还是依靠人工进行缺陷识别。由于检测人员长期在暗室里处于紫外光照射下,工作环境非常恶劣,易产生视觉疲劳造成人为漏检及检测标准不一致。目前,代替人眼判断缺陷的全自动荧光磁粉无损探伤技术国内外正处于研究阶段,尚无成熟、通用系统推出。本项目利用计算机代替人眼进行工件的全自动智能缺陷识别,有效提高无损检测效率,保证检测质量,使无损检测客观化、规范化。

 本项目基于工业相机采集铁磁性材料产品的荧光磁痕图像,利用计算机、数字图像处理和模式识别技术,实现检测系统的全自动化。结合磁粉检测无损探伤的工艺过程,研究高清磁粉检测图像的获取方法,通过智能算法从荧光效应的亮度、饱和度和色相等特征角度分析模拟人眼判定磁粉裂纹过程,并进行数学定义来表达,对工件缺陷进行准确的数学建模;采用工件特征、加工工艺特点和人工识别磁痕裂纹的技巧相结合的方法,识别工件缺陷和进行缺陷分类。裂纹判定如图7所示,多种工件的裂纹缺陷检测如表1所示。

目前主要针对重庆长安二厂子弹外壳的缺陷进行检测,该方法的生产现场试验结果表明,该检测方法对这类工件整体检测率达到了无漏检。目前正在针对该厂的生产环境和检测现场,结合人工智能和机器学习方法,不断完善和优化特征库,逐步提升系统的可靠性和稳定性,目前正在对该产线进行全自动缺陷识别的产线改造。

    项目扩展使用场景:该技术处理可以用于全自动荧光磁粉无损探伤,而且可以推广用于多种工件的基于视觉的全自动无损探伤检测中。工业生产现场对各种铁磁性材料产品的原材料、半成品、成品等表面和近表面的缺陷在线检测。如锅炉管道的安全检测、汽车零部件裂纹质量检测、轴承的检测等,其中也不乏航空航天、火车轮对和国防弹药制造等安全性高的行业。

马达轴承樽径位的纵向裂纹

凸轮轴上得到的裂纹磁痕显示

冲压模具裂纹


裂纹的判定

1 多种工件的裂纹缺陷检测

技术现状:自己开发,自主产权,已经形成实验室阶段产品。已经在长安二厂子弹外壳检测中试用。

2.、水上垃圾智能识别和定位导航

    与四川东方水利装备工程股份有限公司合作,通过水上清污机器人采集的里程数据、激光雷达数据、GPS数据为进行自主定位。通过激光扫描建立环境地图,结合激光扫描和GPS定位实现组合导航。通过机器视觉识别、跟随垃圾目标,为清污作业提供视觉引导。垃圾智能识别及定位,利用人工智能深度学习对垃圾识别及多分类:树木,水草,尸体,垃圾袋,瓶子等。目前已经完成水上清污机器人的垃圾识别和定位。

水上清污机器人工作现场

    技术现状:自己开发,自主产权(申请中),已经形成实验室阶段产品。该系统将在2018年5月在德阳试用。

3.激光三维扫描仪

 基于单目+激光线原理,完成用于生产线的激光三维扫描仪设计和制作,相比结构光,速度快,精度高,灵活性好,很先进。其体积小、重量轻、耐振动冲击、测量精度高、动态范围宽、配置容易等优点。目前钢轨线结构光检测已经有了较好基础。除了可以实现冷态钢轨表面缺陷的在线检测,还可以被推广应用于各种材料表面的固态产品的表面缺陷的在线检测,应用面应该很大,可以应用在流水线工业检测,也可以用在土建,人体,逆向工程。

1.关键技术及技术成果

项目实现了钢轨表面缺陷的二维与三维视觉特征相结合检测系统。实现了钢轨表面线结构光的在线三维重建,与标准钢轨三维轮廓比较将缺陷检测出来。但是由于二维视觉容易对钢轨表面氧化铁皮、污物等造成误判,而三维视觉容易对深度信息不太明显的缺陷,如刮伤、裂纹等造成漏判。本项目将钢轨表面缺陷的二维与三维视觉特征相结合全面提高钢轨缺陷检测率。

本项目根据实际生产条件和技术要求确定相机、镜头、光源、编码器选型,目前钢轨面型的线结构光视觉三维检测精度达到0.3mm,同时实现了钢轨表面无缺陷以及轧疤、夹杂、刮伤等缺陷的自动识别和分类,若需要提高检测精度,需要在硬件选型上做更改。钢轨测量装置如图1所示,钢轨三维测量轮廓以及与无缺陷标准钢轨三维轮廓配准比较将缺陷检测出来如图2所示。缺陷提取目前已经实现实验室阶段二维与三维视觉特征相结合原理性实验验证和在线检测系统实现,后期还需要在攀钢轨梁厂重轨生产现场进一步优化,逐步提升系统的可靠性和稳定性。

钢轨测量装置

钢轨三维测量轮廓以及缺陷提取(黄圈为缺陷提取部位)

2. 企业合作情况

与攀钢轨梁厂和包头钢铁有限公司,以及四川兴天源材料检测技术有限公司等单位都与我们特殊环境机器人技术省重点实验室建立了合作关系,为我们提供钢轨样件、检测技术需求、缺陷有关伤型标准,并能为我们提供科学研究的生产现场实验条件。

3. 使用场景

目前主要针对工业生产现场对重轨成品表面缺陷实现在线检测,该系统还可推广应用到各种材料表面的固态产品的表面缺陷的在线检测。

技术现状:自己开发,自主产权(申请中),三维扫描及缺陷识别已经形成实验室阶段产品。

四、企业产品情况

1、基于行人检测的红外视频智能监控

针对目前红外监控视频下不能区分人与动物的问题,研究全自动采用最小外接矩形以及Hu不变矩对红外视频下的人形进行初步检测及识别,提取人形特征、结合人工智能和机器学习方法不断更新完善知识库,逐步提升系统的可靠性和稳定性。系统软件界面如图8所示。红外智能监控系统由深圳朗驰欣创科技有限公司在银行20多个场景进行现场测试识别率达到99.46%,漏检率0.25%。

行人正面,半身检测  

行人站立,弯腰检测  

行人站立,全身检测 

系统软件界面(框内为识别的人形)

技术现状:自己开发,已经形成产品。并在2016年在绵阳科博会上展示。

2.复杂施工作业环境下安全控制技术

本项目是与中铁集团合作,基于监控摄像机采集施工作业环境下场景现场图像,利用数字图像处理、模式识别及机器学习等技术,实现智能的安全预警控制系统。结合复杂施工作业环境下安全技术规范,研究是基于视频监视的非接触式检测技术,在一定范围内能精确智能检测到佩戴安全帽设施情况、机械伤害事故、异物侵限事故以及人员伤亡事故存在与否。开发施工安全监控与智能预警系统,能够实时可视化、信息自动化、多方协同参与施工现场安全监控,预警响应时间不低于5秒,安全帽智能识别示意如图所示。

安全帽智能识别示意(红框内人员为未戴安全帽人员)

技术现状:自己开发,已经形成产品。该系统将在2018年7月在柳州高铁站施工期间示范应用。

3. 

一、结构光三维扫描仪

采用立体相机测量技术和先进外差相位测量光栅,并可满足在任何环境,对不同尺寸复杂零件进行非接触三维测量,更提供完整的误差分析和评估功能。它借助数码相机拍照投射于物体表面的结构光,采用精确摄像机/投影仪标定技术、面结构光编码和解码技术,应用三角测量法获得人体表面3D建模。课题以摄影测量为主线,以多摄像机测量头集群为硬件基础,基于双目视觉和彩色相移结构光编解码原理,适合不同尺寸零件对测量分辨率(点云密度)的需要。

特色:非接触式测量,适合不同材料零件;满足各种环境及恶劣条件下的测量需要;可方便地更换测量镜头或者更换相机的位置,实现不同测量范围,实现了复杂面型的无移动、不接触、免喷涂、无标记点拼接的三维高精度测量技术。

其突破主要的主要关键技术包括:

1. 采用多测量头集群测量方式实现高精度快速的稠密三维点云获取

工件整体测量采用多测量头和多摄像机集群测量方式实现高精度快速的稠密三维点云。本系统使用多个多测量头从不同方向将光栅投射到被测物体表面,光栅随物体表面高度变化而发生变形,使用两个CCD摄像机将此变形条纹图像同步拍摄下来。本系统采用的是四步相移法,求出截断相位,然后采用多频外差原理进行相位展开,将相位函数恢复成原有的连续相位分布,再利用外极约束,实现左右CCD图像点的匹配,利用双目立体视觉测量原理获得稠密的三维点云。通过对多测量头的快速标定,实现快速多方向工件的同时扫描,以及高精度三维整体点云对齐。单测量头测量示意如图1所示,多测量头人体重建现场以及3D重建效果如图2所示。该技术已经获得专利 “一种多个结构光投影三维型面测量头的标定技术”。

单测量头测量示意图

多测量头人体重建现场以及3D重建效果

2.免喷涂反光金属工件的测量

目前的结构光测量方法通常还需要喷涂以改变其反射特性为漫反射,不允许使用显像剂的情况下,采用双目测量系统扫描时,每只眼睛都会有一个区域因反光造成没有数据,其最终的扫描点云上会留下多个空洞,很难获得其完整的表面数据。项目组通过对国际前沿技术的多年跟踪,采用两项技术实现光滑工件表面的免喷涂测量:1、多级曝光与相位融合技术。2、智能型多频相移编码结构光技术;

多次曝光与相位融合技术是指对高反光表面采用不同的曝光时间采集图像,获得不同区域适合测量的光栅图像,分别求出各次测量区域的相位,将多曝光时间采集图像、图像融合以及单双目重建数据融合等技术相结合,使相机的感光范围和场景的亮度范围相一致,即可恢复出高光这部分表面的3D信息。仿真实验和实际测量实验都证明了此方法的可行性。项目申报人刘桂华在美国SCI 期刊Applied Optics上发表了论文“3D shape measurement of objects with high dynamic range of surface reflectivity”,图3给出了该文强反射高光涡轮叶片表面进行4次曝光与单双目数据融合方法与传统结构光双目重建方法图示效果对比。

 a)涡轮叶片 

 b)传统结构光双目重建方法

c)改进方法(4次曝光与单双目数据融合)

采用的智能型多频相移编码结构光技术是投射一系列不同频率的条纹图到物体表面,拍摄得到一个受物体表面调制的条纹图的序列,然后将每点的相位在时间序列上独立展开,从算法上避免了空间相位展开中误差传播的发生。这种方法突出优点是可以准确测量表面不连续物体的轮廓,如工件的曲面连接部位不连续突变处,具有很强的抗干扰能力。

3  多视测量自动拼接技术

由于单次测量范围有限以及由于工件的表面特征而引起的遮挡所造成的测量盲区的存在,所以单次测量不能得到物体的全貌三维信息,为得到完整的被测物体点云时,采用多测量头从不同角度测量后,将每次测量的点云拼合起来,构成工件的整体三维信息。

使用模式识别技术可以对工件特征进行识别及亚像素定位。在相邻两个测量头扫描视图中,只要测得三个公共特征点,就可以将工件多视的所有测量数据统一到同一坐标系中,同理可以完成全工件整体的三维数字化。

工件整体三维数字化

完成测量的产品数据自动进入数据库中,供用户远程调阅。远程调阅时,钣金件尺寸自动分析软件系统能实现海量点云的自动获取特征及特征参数提取、叶型公差测定、任意方向的可视化切割、尺寸标注、色谱比较、报告生成及管理等功能。测量的三维点云数据将可转换为CAD的通用格式,如DFX,IGS等,用于数控加工。

技术现状:自己开发,自主产权,已经形成产品,已经在汽车配件、家具等多个产品检测中使用。

一、业风采展示

绵阳科瑞特机器人有限公司由长期从事机器人测控技术的教授和博硕士联合创建。企业人员依托西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室。所属团队2004年获全国大学生机器人竞赛冠军、最佳技术奖及亚太地区亚军和最佳技术奖;2009年成功实现杞县、番禺的辐照室“卡源故障”救援与作业任务,成为我国首次利用自行研制的核机器人系统成功应用于核应急处置的成功范例。


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