微小円形コイルのセマンティックセグメンテーションと精密測定の研究

WANG Xiaodong ,  

HOU Ruiyang ,  

ZHANG Zihan ,  

GAO Kunju ,  

XU Zheng ,  

摘要

微小な円形コイルのサイズおよび装配姿勢の測定は、精密な電磁系メカトロニクス製品の性能を保証するための重要な工程ですが、偽エッジ干渉や視野制限が測定に大きな影響を与えます。本稿では、セマンティックセグメンテーションを融合したクロススケール精密測定手法を提案します。まず、Efficient Channel Attention(ECA)注意機構とエッジ強調ブランチを融合したU-Net++ネットワークを構築し、コイル領域のロバストなセグメンテーションと粗定位を実現します。次に、セグメンテーションマスクで制約された関心領域内で、8次のZernikeモーメントを用いてサブピクセルエッジポイントを抽出し、四つの視野座標の統一およびLevenberg-Marquardt(LM)円フィッティングにより、高精度なコイル輪郭の再構築を達成します。最後に、構築した測定手法をコイル自動装配装置に組み込み、コイル部品の自動装配応用実験を行います。実験結果から、改良モデルはコイル顕微画像のセグメンテーションタスクにおいて、Dice係数、mIoU、Precisionがそれぞれ94.95%、90.46%、95.27%に達し、優れた耐干渉性を示しています。さらに、10セットの装配実験では、上下コイルの平均同軸度誤差がそれぞれ12.6μmと13.3μmであり、他の一般的な手法と比較して約43%削減され、装配合格サンプル数は3セットから9セットに増加しました。本稿で提案した手法は、優れたロバスト性と測定精度を有し、微小コイル部品の自動装配における視覚誘導に新たな視点を提供します。

关键词

マイクロアセンブリ;顕微鏡視覚測定;セマンティックセグメンテーション;微小円形コイル

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