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专利号: 2025109257067
申请人: 安徽浙一南预印科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,包括:

S1、对包装生产线进行连续图像采集,获取包装生产线的图像序列;从图像序列中提取表示包装工艺状态的语义特征信息,并基于语义特征信息构建多维张量流数据结构,生成包装工艺语义图谱;

S2、引入语义行为曲率理论,对包装工艺语义图谱进行曲率分析,计算不同时序段的语义演化曲率变化率,并利用滑动窗动态曲率检测机制,识别存在的异常弯曲区域,生成语义弯曲异常信息;

S3、基于包装工艺语义图谱中节点当前的运行状态向量构建内驱扰动响应函数,计算内驱扰动响应函数在预设扰动方向上的响应敏感度,输出表示当前包装状态潜在失稳趋势的内驱扰动能量指数;

S4、对语义弯曲异常信息与内驱扰动能量指数进行同步融合分析,依据融合结果判定包装生产线的风险等级,并生成相应的分级预警信号;

S5、根据分级预警信号触发相应响应策略,并基于响应策略生成语义扰动记忆图谱;在识别到结构相似的语义弯曲行为或能量扰动趋势时,利用图谱相似性优先匹配最优响应策略,支持预警机制的演化更新。

2.根据权利要求1所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述图像序列的获取方法包括:在包装生产线不同的关键工位处部署工业视觉摄像机,对包装操作过程进行不间断的图像采集;引入基于图像差分的区域触发机制,将图像划分为m个区域,对每一区域计算图像差分图的像素变化比例,当任意一个区域的像素变化比例超过预设像素变化比例阈值时,判定该区域处于工艺变化状态,触发对出现工艺变化的图像帧动态增强采样;并对图像序列进行噪声过滤、亮度归一化与帧对齐操作,生成标准化的图像序列。

3.根据权利要求2所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述包装工艺语义图谱的获取方法包括:采用基于深度神经网络的语义识别模型,对图像序列中涉及的包装工艺的语义要素进行检测与分类,编码为定长语义状态向量,将每一定长语义状态向量映射为语义图谱中的节点,依据时间演化关系与操作工艺因果关系建立节点之间的边连接,形成包装工艺语义图谱。

4.根据权利要求3所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述不同时序段的语义演化曲率变化率的获取方法包括:在包装工艺语义图谱中,沿时间演化关系边选取同一对象或同一工位下的连续语义状态节点序列;提取语义状态向量轨迹,形成语义演化路径;对该语义演化路径进行曲率计算得到不同时序段的语义演化曲率变化率。

5.根据权利要求4所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述语义弯曲异常信息的获取方法包括:将各时序段的语义演化曲率变化率按照时间顺序依次排列,形成语义演化曲率变化率序列;计算统计特征指标,与预设异常统计特征指标判定阈值进行比较;超过预设统计特征指标阈值时,判断当前窗口对应的时间段存在语义状态演化的异常弯曲趋势,并构成语义弯曲异常信息。

6.根据权利要求5所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述内驱扰动响应函数的构建方法包括:从包装工艺语义图谱中选取预设目标节点,提取预设目标节点当前的运行状态向量,预设一组用于表征包装工艺潜在变化的扰动方向向量;针对每一个扰动方向,计算该运行状态向量在该扰动方向下的响应敏感度,构建内驱扰动响应函数,并对内驱扰动响应函数中的扰动响应权重系数进行自适应调整。

7.根据权利要求6所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述内驱扰动能量指数的获取方法包括:基于已构建的内驱扰动响应函数,对预设目标节点在不同扰动方向向量下的响应敏感度进行计算,通过内驱扰动响应函数量化当前运行状态向量在每一扰动方向上对语义状态变化的响应程度,并进行归一化,得到当前包装状态整体扰动响应敏感性指标,作为表示当前包装状态潜在失稳趋势的内驱扰动能量指数。

8.根据权利要求7所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述判定包装生产线的风险等级,并生成相应的分级预警信号的方法包括:对语义弯曲异常信息与内驱扰动能量指数进行同步时序对齐,在统一时间窗口内对应匹配并进行归一化处理;构建融合函数,生成综合风险指标;根据综合风险指标,结合预设的风险阈值,将包装生产线当前状态划分为不同的风险等级,根据判定的风险等级,生成相应的分级预警信号。

9.根据权利要求8所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,所述利用图谱相似性优先匹配最优响应策略的方法包括:根据分级预警信号所对应的风险等级,触发匹配的响应策略,在响应策略执行过程中,记录当前时间段内的响应事件;将响应事件结构化组织,构建为语义扰动记忆图谱;识别当前语义扰动记忆图谱中的子结构,该子结构与语义扰动记忆图谱中已记录的子图进行结构对比与相似度计算;

当检测到当前语义弯曲行为与历史语义扰动记忆图谱中已记录的子图的语义弯曲行为的相似度大于预设相似度阈值时,立即优先调用该历史语义扰动记忆图谱对应的最优响应策略,进行预警响应策略的调用与动态优化更新。

10.一种动态视觉监控下包装生产线预警系统,用于实现权利要求1至9中任一项所述的一种动态视觉监控下包装生产线预警方法,其特征在于,包括:多维视觉语义模块,对包装生产线进行连续图像采集,获取包装生产线的图像序列,并生成包装工艺语义图谱;

语义弯曲度分析模块,引入语义行为曲率理论,对包装工艺语义图谱进行曲率分析,生成语义弯曲异常信息;

内驱扰动能量计算模块,构建内驱扰动响应函数,输出表示当前包装状态潜在失稳趋势的内驱扰动能量指数;

协同风险判定模块,对语义弯曲异常信息与内驱扰动能量指数进行同步融合分析,判定包装生产线的风险等级,并生成分级预警信号;

预警响应演化模块,根据分级预警信号触发相应响应策略,生成语义扰动记忆图谱;优先匹配最优响应策略,支持预警机制的演化更新。