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专利号: 202311335687X
申请人: 北京石栎科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,包括:数据采集模块,用于从生产线上获取图像数据流,执行图像预处理操作,包括去噪、裁剪和调整大小,数据采集模块部署在生产线边缘节点上,数据采集模块包括摄像头和传感器,采用实时图像处理技术,进行数据采集;

数据传输模块,将采集的图像数据传输到云计算中心以及分布式图数据库,数据传输使用安全协议和加密方法传输数据;

图数据库模块,对数据采集模块所采集图像数据流进行存储,同时存储设备、工件和质量数据之间的关系信息,对图计算算法执行提供支持,图数据库模块中部署分布式图数据库JanusGraph,并定期更新图数据库反映生产线上的变化;

图计算引擎模块,用于分析图数据库中的数据关系,执行图计算卷积网络GCN算法,识别质量问题和异常情况,图计算引擎模块使用NetworkX图计算框架处理数据,图计算引擎模块部署在云和边缘计算节点上,进行实现离线和实时分析;

自动标记模块,使用机器学习和图神经网络,自动标记图像中的缺陷和问题区域,自动标记模块采用MaskR‑CNN训练图像分割模型,用于自动标记;

质量问题预测模块,用于分析生产线数据和图数据库,预测潜在的质量问题和生产中断,质量问题预测模块基于深度学习模型进行预测;

决策支持系统模块,集成机器学习和决策支持,用于提供实时建议和决策,决策支持系统模块使用规则引擎和优化算法,生成决策建议,提供直观的用户界面显示建议和决策;

区块链数据安全模块,采用使用区块链技术提供质量检测数据的安全性和可追溯性,区块链数据安全模块中部署私有区块链网络,用于数据存储和验证,采用智能合约实现数据访问控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述图数据库模块中,基于图数据模型表示生产线中的各个元素和元素间的关系,生产线关键元素包括:设备、工件、质量数据、工作状态、性能指标、权重和关联强度,其中设备、工件、质量数据、工作状态、性能指标作为模型节点,权重和关联强度作为模型边;

图数据库模块中设置查询接口,导入过程采用ETL管道。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述图计算引擎模块中进行图数据分析步骤具体包括:从图数据库模块获取图数据,包括设备、工件、质量数据节点和节点间的关系边,用于构建分析图;

基于NetworkX框架,从图数据库中获取的数据构建成一个图,其中节点表示实体,边表示实间关系,图构建公式为:,其中G表示构建的图,V表示节点集合,E表示边集合;

图计算引擎模块使用图卷积网络GCN算法分析图数据,GCN的分析公式:,其中 表示第 层的节点表示,A表示邻接

矩阵, 表示权重矩阵, 表示激活函数;

在GCN的输出中设置阈值来检测异常节点和边。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述图计算引擎模块部署在云计算中心和边缘计算节点上;

图计算引擎模块中的离线分析使用批处理方式,实时分析使用ApacheKafka流式处理方式。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述自动标记模块采用MaskR‑CNN训练图像分割模型步骤具体包括:对包含缺陷和问题的图像数据集进行标注,标注包括标记图像中缺陷的位置和类别用于训练图像分割模型;

采用MaskR‑CNN同时检测和分割对象;

使用准备好的图像数据集对选择的图像分割模型进行训练,包括前向传播和反向传播,MaskR‑CNN的损失函数包括物体检测损失和掩码分割损失。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述物体检测损失,即分类和边界框回归式具体为:,其中 表示目标分类损失, 表示边界框回归损失,将两项损失合并,用于训练模型同时进行目标检测和分类;

在训练后,将训练好的图像分割模型用于推断,自动标记图像中的缺陷和问题区域,推断过程包括前向传播,得到图像中每个像素的分割结果;

分割损失公式为:

其中 表示分割掩码损失, 表示第i个对象的p个像素值, 表示模型中生成的对应像素预测值;

对模型推断的结果进行后处理,去除小区域的分割标记、合并相邻的标记区域;

将自动标记的结果生成标记图,其中标记图像中缺陷和问题区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述质量问题预测模块中,收集的生产线数据包括设备状态、工件信息、质量数据、时间戳;

采用长短时记忆网络LSTM进行质量问题预测;

使用准备好的数据,对选择的深度学习模型进行训练:隐藏状态更新: ;

输出预测: ,其中 表示在时间步t时的输入数据, 表示在时间步t‑1时的隐藏状态, 表示通过LSTM单元对输入 和前一个时间步的隐藏状态 进行处理,所生成新的隐藏状态; 表示通过全连接层DenseLayer对隐藏状态 进行处理,所生成的最终的输出预测。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像检测识别的标准质量检测管理平台,其特征在于,所述决策支持系统模块中决策建议生成步骤具体包括:从质量问题预测模块模块获取实时数据和预测结果作为输入;

采用规则引擎,根据预定义的规则和条件来生成决策建议,规则基于历史数据制定;

规则引擎中的决策规则具体为:

如果质量问题预测为严重,则进行停机检修;

如果设备性能下降到一定阈值以下,则进行维护;

优化算法采用线性规划表示目标函数和约束条件,具体为:,其中 ,式中 表示与决策变量 相关联的

权重, 为决策变量, 表示约束条件的系数矩阵,为约束条件右侧的向量。