Die schwierigste Aufgabe von maschinellem Lernen in Bildverarbeitungssystemen besteht darin, Bilder für einen umfangreichen Datensatz zu sammeln. Viel Zeit und Präzision ist erforderlich um Bilder mit allen möglichen Unvollkommenheiten zu sammeln und zu katalogisieren. Dieser Vorgang muss für jedes gewünschte Produkt im Katalog wiederholt werden. Hier gibt es eine bessere Lösung!
Virtuelle Unvollkommenheiten können auf jede perfekte Geometrie angewendet werden. Im Gegensatz zu Bildern mit Unvollkommenheiten sind perfekte Geometrien in Form von CAD-Daten leicht verfügbar. Nachdem es an einem Produkt erprobt wurde, können die virtuellen Unvollkommenheiten leicht auf ein zweites Produkt übertragen werden. Wir haben Pillen als ersten Testkandidaten ausgewählt, das Verfahren kann jedoch auf eine breite Palette technischer Produkte angewendet werden. Dies ist eine kurze Beschreibung des gesamten Prozesses vom Import der CAD-Daten bis zur Inferenz mit dem trainierten Modell.
- Importieren Sie die Geometrie der Pille
- Definieren Sie die Erkennungsumgebung
- Definieren Sie die Unvollkommenheiten
- Generieren Sie Bilder
- Generieren Sie Datensätze
- Trainieren Sie das Modell
- Testen Sie das Modell und geben Sie es frei
Laden der Geometrie “Perfekte Pille”
Als Erstes wurde die Geometrie der Pille aus einem CAD-System als STL-Datei exportiert. Eine STL-Datei beschreibt eine triangulierte Fläche durch die Einheitsnormale und die Eckpunkte der Dreiecke unter Verwendung eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems – Backronym – “Standard Triangle Language”. Nach dem Laden der STL-Datei wurde dieGeometrie mit einem reflektierenden Material erweitert (verstärkt?)und zum Rendern auf die Hauptseite zurückgeführt.
Die Erkennungsumgebung wird durch die Kamera, die relative Kameraposition, die Beleuchtung und den Hintergrund definiert. Diese emulieren die physische Erkennungsumgebung mit einer Ausnahme so nah wie möglich. Wir wählten einen perfekten schwarzen Hintergrund, der es uns ermöglichte, die Pille während des Trainings zu isolieren und zu einem späteren Zeitpunkt mit
einer Auswahl neutraler Hintergründe zu verschmelzen.
Unvollkommenheiten definieren
Für unseren Konzeptnachweis (Konzeptbestätigung) haben wir zwei Fehler definiert:
- Kleine Dellen
- Große Dellen
Eine Delle kann erstellt werden, indem der Schnittpunkt einer zweiten Geometrie von der perfekten Pillengeometrie entfernt wird. Die Dellengeometrie wurde als Kugel mit variablem Radius und variabler Anzahl von Flächen definiert.
Die Anzahl der Flächen bestimmte, ob die Delle eher wie ein Schnitt oder ein Biss aussah. Der Radius bestimmte den Konkavenbiss von einem kleinen oder einem großen Mund. Der einzige andere erforderliche Parameter bestimmt das Eindringen der Defektgeometrie in die Pille – das entfernte Volumen.
