Navigační systém robotické inspekce dílů koplexních tvarů

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

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

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Navigační systém robotické inspekce dílů koplexních tvarů

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Navigation system for robotic inspection of parts of complex shapes

Popis výsledku anglicky

This functional sample presents a navigation system for the robotic inspection of complex shapes using a 3D model of the part and a camera system. The inspection points are given as a list of oriented positions corresponding to the defined part 3D model. The goal of the inspection task is to navigate an inspection probe to each inspection point by the robot to measure the location of the part. The main problem is that the part model never precisely corresponds to its dimensions in real-world conditions due to production deviations given by production tolerances and due to the part position relative to the robotic system cannot be known with infinite precision. The developed system demonstrates the ability to mitigate the accuracy problem and precisely navigate the inspection probe to the inspection point using feedback from the camera system. Deep convolutional neural nets are utilized to detect and classify inspection points in the camera image. The developed system can be universally applied for both ultrasonic and eddy current measurement methods being developed within the project TAČR TREND No. FW03010600. The system has a modular architecture that allows for easy future functionality and application domain expansion. The navigation system includes methods for optimizing the order in which inspection points are visited during a part inspection, reducing the time needed to inspect all target points. Furthermore, the system provides managed storage for part models with defined inspection points and models of the robot environments, which can be arbitrarily paired. Therefore a defined part can be reused on multiple realizations of the inspection system without change. In addition to the software, the developed solution consists of hardware components consisting of a robotic manipulator equipped with a monocular camera and a ring light fixture, which are mounted on a custom-designed 3D printed gripper. The functional sample was implemented in two versions. The first realization is located in the IMR laboratory at CTU. The second realization is located on the premises of ATG company.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20204 - Robotics and automatic control

Projekt

<a href="/cs/project/FW03010600" target="_blank" >FW03010600: Autonomní robotický systém pro ultrazvukovou a vířivoproudou inspekci kovových a kompozitních dílů komplexních tvarů</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

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.

Interní identifikační kód produktu

FW03010600-V1

Číselná identifikace

FW03010600-V1

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68407700

Název vlastníka

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

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

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