Navigation system for robotic inspection of parts of complex shapes

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21730%2F22%3A00362586" target="_blank" >RIV/68407700:21730/22:00362586 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="http://imr.ciirc.cvut.cz/Projects/NDT" target="_blank" >http://imr.ciirc.cvut.cz/Projects/NDT</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Navigační systém robotické inspekce dílů koplexních tvarů

Original language description

Tento funkční vzorek představuje navigační systém pro robotickou inspekci dílů komplexních tvarů pomocí 3D modelu dílu a kamerového systému. Inspekční body jsou dány jako seznam orientovaných pozic odpovídajících definovanému 3D modelu dílu. Cílem inspekční úlohy je navedení inspekční sondy ke každému inspekčnímu bodu robotem tak, aby bod mohl být změřen. Hlavním problémem je, že model dílu nikdy přesně neodpovídá svým rozměrům v reálných podmínkách vzhledem k výrobním odchylkám způsobených výrobní tolerancí. Další problém představuje určení polohy dílu vůči robotickému systému, která nemůže být známa přesně. Vyvinutý systém demonstruje schopnost řešit problém s nepřesností dílu a přesně navigovat inspekční sondu do inspekčního bodu pomocí zpětné vazby z kamerového systému. Hluboké konvoluční neuronové sítě se používají k detekci a klasifikaci kontrolních bodů v obrazu kamery. Vyvinutý systém je univerzálně použitelný jak pro ultrazvukovou metodu měření, tak pro metodu vířivých proudů, které jsou vyvíjené v rámci projektu TAČR TREND č. FW03010600. Systém má modulární architekturu, která umožňuje snadnou budoucí rozšiřitelnost funkcionality a aplikační domény. Navigační systém obsahuje metody pro optimalizaci pořadí, ve kterém jsou kontrolní body navštěvovány během inspekce dílu, čímž se zkracuje celkový čas potřebný k inspekci všech inspekčních bodů. Systém dále poskytuje spravované úložiště pro modely dílů s definovanými inspekčními body a modely prostředí robotů, které lze libovolně spárovat. Definovaný díl lze tedy beze změny znovu použít na více realizacích inspekčního systému. Kromě softwaru se vyvinuté řešení skládá z hardwarových komponent sestávajících se z robotického manipulátoru vybaveného monokulární kamerou a prstencovým svítidlem, které jsou upevněny na 3D tištěném uchopovači vlastního návrhu. Funkční vzorek byl realizován ve dvou provedeních. První realizace je umístěna v laboratoři IMR na ČVUT. Druhá realizace se nachází v prostorách firmy ATG.

Czech name

Navigační systém robotické inspekce dílů koplexních tvarů

Czech description

Tento funkční vzorek představuje navigační systém pro robotickou inspekci dílů komplexních tvarů pomocí 3D modelu dílu a kamerového systému. Inspekční body jsou dány jako seznam orientovaných pozic odpovídajících definovanému 3D modelu dílu. Cílem inspekční úlohy je navedení inspekční sondy ke každému inspekčnímu bodu robotem tak, aby bod mohl být změřen. Hlavním problémem je, že model dílu nikdy přesně neodpovídá svým rozměrům v reálných podmínkách vzhledem k výrobním odchylkám způsobených výrobní tolerancí. Další problém představuje určení polohy dílu vůči robotickému systému, která nemůže být známa přesně. Vyvinutý systém demonstruje schopnost řešit problém s nepřesností dílu a přesně navigovat inspekční sondu do inspekčního bodu pomocí zpětné vazby z kamerového systému. Hluboké konvoluční neuronové sítě se používají k detekci a klasifikaci kontrolních bodů v obrazu kamery. Vyvinutý systém je univerzálně použitelný jak pro ultrazvukovou metodu měření, tak pro metodu vířivých proudů, které jsou vyvíjené v rámci projektu TAČR TREND č. FW03010600. Systém má modulární architekturu, která umožňuje snadnou budoucí rozšiřitelnost funkcionality a aplikační domény. Navigační systém obsahuje metody pro optimalizaci pořadí, ve kterém jsou kontrolní body navštěvovány během inspekce dílu, čímž se zkracuje celkový čas potřebný k inspekci všech inspekčních bodů. Systém dále poskytuje spravované úložiště pro modely dílů s definovanými inspekčními body a modely prostředí robotů, které lze libovolně spárovat. Definovaný díl lze tedy beze změny znovu použít na více realizacích inspekčního systému. Kromě softwaru se vyvinuté řešení skládá z hardwarových komponent sestávajících se z robotického manipulátoru vybaveného monokulární kamerou a prstencovým svítidlem, které jsou upevněny na 3D tištěném uchopovači vlastního návrhu. Funkční vzorek byl realizován ve dvou provedeních. První realizace je umístěna v laboratoři IMR na ČVUT. Druhá realizace se nachází v prostorách firmy ATG.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20204 - Robotics and automatic control

Project

<a href="/en/project/FW03010600" target="_blank" >FW03010600: Autonomous robotic system for ultrasonic and eddy current inspection of metal and composite parts of complex shapes</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

FW03010600-V1

Numerical identification

FW03010600-V1

Technical parameters

Výsledek projektu je funkční vzorek demonstrující řešení navigačního systému pro autonomní inspekční systém bodových svarů a nýtových spojů pomocí průmyslového robotu a kamerového systému včetně komunikace s nadřazeným systémem řízení inspekce. Úloha ukazuje aplikaci vizuální navigace, která umožňuje provést inspekční měření nepřesně určeného cíle pomocí průmyslového robotu. Navigační systém se skládá z vyvinutého modulárního software a hardware robotického pracoviště. Výsledek je využíván partnery projektu pro vývoj navazujících výsledků projektu TAČR TREND č. FW03010600.

Economical parameters

Stěžejním parametrem je navýšení stupně automatizace v oblasti inspekce bodových svarů a nýtových spojů, kde je možné nahradit lidské zdroje, původně nutné pro realizaci inspekce dílů, automatizačním řešením v podobě aplikace průmyslového robotu. Software navigačního systému byl vyvíjen tak, aby jeho využití bylo realizovatelné s využitím cenově nenáročného hardware oproti současným state-of-the-art metodám. Vyvinuté řešení není omezeno pouze na inspekci bodových svarů a nýtových spojů. Výsledné softwarové nástroje jsou využitelné pro širší škálu aplikací a objektů, proto jejich ekonomické parametry závisí na konkrétní aplikaci. Odhadovaná cena prototypového řešení je 1 mil. Kč.

Application category by cost

—

Owner IČO

68407700

Owner name

České vysoké učení technické v Praze / Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

http://imr.ciirc.cvut.cz/Projects/NDT