Estudo sobre segmentação semântica e medição precisa de pequenas bobinas circulares

WANG Xiaodong ,  

HOU Ruiyang ,  

ZHANG Zihan ,  

GAO Kunju ,  

XU Zheng ,  

摘要

A medição do tamanho e da pose de montagem de pequenas bobinas circulares é uma etapa importante para garantir o desempenho de produtos eletromecânicos precisos, mas as interferências de bordas falsas e as limitações do campo visual afetam significativamente a medição. Este artigo propõe um método de medição precisa multiescala que integra segmentação semântica. Primeiro, foi construída uma rede U-Net++ que combina o mecanismo de atenção Efficient Channel Attention (ECA) e um ramo de reforço de borda para realizar segmentação robusta e localização bruta da área da bobina; em seguida, na região de interesse restrita pela máscara de segmentação, foram utilizados momentos de Zernike de ordem 8 para extrair pontos de borda subpixel, e através da unificação das coordenadas dos quatro campos de visão e do ajuste circular Levenberg-Marquardt (LM) foi possível a reconstrução de alta precisão do contorno da bobina. Por fim, o método de medição estabelecido foi integrado ao equipamento automático de montagem de bobinas para experimentos de montagem automática de peças de bobinas. Os resultados experimentais mostram que o modelo melhorado alcançou coeficientes de Dice, mIoU e Precisão de 94,95%, 90,46% e 95,27%, respectivamente, na tarefa de segmentação de imagens micro de bobinas, demonstrando boa capacidade de resistência a interferências. Além disso, em 10 experimentos de montagem, o erro médio de coaxialidade das bobinas superiores e inferiores foi de 12,6 μm e 13,3 μm, respectivamente, uma redução de cerca de 43% em comparação com outros métodos comuns; o número de amostras que atingiram o padrão aumentou de 3 para 9 grupos. Pode-se observar que o método proposto possui boa robustez e precisão de medição, oferecendo novas ideias para a orientação visual na montagem automática de componentes de pequenas bobinas.

关键词

micro montagem;medição visual microscópica;segmentação semântica;pequenas bobinas circulares

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