[发明专利]基于图像处理的结构件生产安全预警方法与系统

说明书

本发明涉及基于图像处理的结构件生产安全预警方法与系统，该方法通过获取目标结构件的图像，对图像进行一系列处理，输出目标结构件的装配边缘区域图；调整目标结构件的图像和装配边缘区域图的尺寸和旋转角度，计算调整后目标结构件的图像与目标结构件的模板图片在装配边缘区域上的差值图像；根据差值图像中各个位置的像素值，确定目标结构件的装配边缘上各个位置处的装配匹配度，将目标结构件的装配边缘位置处的装配匹配度与设定的匹配度安全阈值比较，进行目标结构件的安全预警。本发明能够客观的评价处于某一工序下目标结构件的装配边缘各个位置处的装配匹配度，实现结构件生产安全预警，消除结构件在后续进行装配时产生的安全隐患。

技术领域

本发明涉及人工智能、图像处理技术领域，具体涉及基于图像处理的结构件生产安全预警方法与系统。

背景技术

结构件是具有一定形状结构，能够承受载荷作用的构件，在建筑工程、汽车制造领域用广泛。随着机械设备的发展和创新，对于一个如飞机、推土机等大型设备而言，是由几万甚至是几十万个结构件组成，结构件生产过程有很多不同工序组成，主要由号料、切割、成型、矫正以及边缘加工、制孔以及装配等环节构成，每一个环节出现问题均会影响最终的装配效果，尤其是结构件的切割、边缘加工和制孔这几个工序，一旦出错，批量制成不符合要求的结构件，将带来严重的经济损失，所以本发明对结构件生产过程中的状态进行实时监测，对结构件在生产过程中装配边缘存在的安全隐患进行预警，及时更改加工工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像处理的结构件生产安全预警方法与系统，用于解决现有方法无法动态监测结构件的生产安全隐患的问题。

因此，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供了一种基于图像处理的结构件生产安全预警方法，包括：

步骤S1，在目标结构件的生产过程中，实时获取目标结构件的图像，获取目标结构件的图像I_s；

步骤S2，提取该图像I_s中目标结构件的所有边缘信息，得到边缘信息图，将边缘信息图输入至训练好的语义分割网络中，输出目标结构件的装配边缘区域图

步骤S3，获得目标结构件的模板图片I_m，调整目标结构件的图像I_s和装配边缘区域图的尺寸和旋转角度，调整后使目标结构件的图像I_s、装配边缘区域图与模板图片I_m的尺寸和方向一致，得到调整后目标结构件的图像装配边缘区域图

步骤S4，根据调整后目标结构件的图像装配边缘区域图以及目标结构件的模板图片I_m，计算实时采集的图像与目标结构件的模板图片I_m在装配边缘区域上的差值图像G；

步骤S5，计算差值图像G中各个位置的像素值，根据该像素值的大小，确定目标结构件的装配边缘上各个位置处的装配匹配度，计算式如下：

P(x，y)＝e^-g(x，y)

其中，P(x，y)表示装配边缘位置(x，y)处的装配匹配度，取值范围为[0，1]；g是差值图像G中装配边缘位置(x，y)处的像素值；

步骤S6，设定匹配度安全阈值，将目标结构件的装配边缘位置(x，y)处的装配匹配度与设定的匹配度安全阈值进行比较，根据比较结果进行目标结构件的安全预警，并提供产生安全隐患的具体装配边缘位置。

优选的，步骤S4中，差值图像G的计算式如下：

其中，G为实时采集的图像与目标结构件的模板图片I_m在装配边缘区域上的差值图像；为实时采集的图像与目标结构件的模板图片I_m在所有工序下装配边缘区域的差值图像。