Sistema de detecção de furos de revestimento acústico de naceles de motores de aeronaves integrado com método aprimorado de segmentação semissupervisionada

DONG Qingyu ,  

MEI Biao ,  

FU Yun ,  

YANG Rongjin ,  

ZHU Weidong ,  

摘要

Diante da demanda em larga escala de perfuração em revestimentos acústicos de materiais compostos para naceles de motores de aeronaves, bem como os problemas da textura complexa da superfície dos compósitos, pequenos tamanhos de furos acústicos e um grande número desses furos, foi desenvolvido um sistema de inspeção visual para o sistema robótico de perfuração multi-eixos dos revestimentos acústicos das naceles. Para resolver o problema da falta de dados anotados dos furos nos revestimentos acústicos compostos, foi proposta uma metodologia semissupervisionada aprimorada para segmentar com precisão os furos acústicos compostos. Com base nos resultados da segmentação semissupervisionada, foi proposta uma solução de detecção de furos de referência, utilizando um algoritmo de ajuste de parâmetros geométricos do grosso ao fino, que permite a detecção precisa dos furos de referência antes da perfuração. Utilizando a fórmula para cálculo da taxa de perfuração e os resultados da segmentação, foi realizada a detecção da taxa de perfuração dos revestimentos acústicos compostos. Finalmente, foi desenvolvido um sistema de inspeção visual baseado em Labview e Python que permite a detecção automática da taxa de perfuração e dos furos de referência. Os testes em amostras de revestimentos acústicos mostraram que o método semissupervisionado aprimorado alcança um mIoU de 95,70%, economizando 70% dos dados anotados e reduzindo o número de parâmetros necessários para treinamento e detecção. O sistema de inspeção visual que integra o método de segmentação semissupervisionada apresenta uma diferença de apenas 0,023% na detecção da taxa de perfuração em comparação com a inspeção manual, bem como alta precisão na detecção dos furos de referência. Este sistema de inspeção visual pode atender às exigências de fabricação de alta qualidade das naceles de motores de aeronaves. O tempo para detecção dos furos de referência e taxa de perfuração é curto, atendendo aos requisitos de alta eficiência para perfuração e inspeção em larga escala dos furos acústicos. A introdução do método semissupervisionado no sistema de inspeção visual é de grande importância para cenários industriais de perfuração multi-eixo robótica com falta de dados anotados.

关键词

inspeção visual; naceles de motores de aeronaves; furos de revestimento acústico composto; segmentação semântica semissupervisionada; perfuração robótica

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