高速精密制造生产线的视觉检测与智能优化控制技术研究

精密制造涉及电子、饮料、医药等行业，其规模和水平已成为衡量一个国家综合实力和现代化程度的主要标志。本项目以高速精密制造生产线为研究背景，研究用于精密组装与灌装中的视觉检测、识别、定位、测量、质量判断评估、目标跟踪、视觉伺服控制、生产过程优化控制等新方法，重点突破高速高精度视觉信息获取、视觉信息预处理、基于视觉的高速高精度目标检测与识别理解、精确定位与恰当力优化控制等关键理论方法，形成面向高速精密制造生产线的视觉检测与智能优化控制理论方法体系，并将研究成果应用于实际精密组装与灌装生产线上得到验证。项目所取得的理论与方法将解决制约我国大规模精密制造自动化技术装备自主研制中的重大科学问题和关键技术难题，确保产品质量和安全生产的需要，极大地提高我国精密制造装备的自动化水平，打破国外技术垄断，具有重大的科学研究价值和社会经济意义。

精密制造涉及医药、饮料、电子等行业，其规模和水平已成为衡量一个国家综合实力和现代化程度的主要标志。针对我国精密制造装备存在自主创新能力弱、国际竞争力不强等问题，项目组在国家自然科学基金项目“高速精密制造生产线的视觉检测与智能优化控制技术研究（编号：60835004）”的资助下，开展了深入的研究工作，取得如下主要成果：.1.针对高速精密制造生产线的特殊要求，提出了复杂环境下高质量、全方位精准图像、主动立体视觉信息获取方法，发明了微弱目标平行聚光源成像方法和高亮度二次透射光学成像系统，研制出高分辨率高动态目标成像与图像获取装置，有效解决了高速精密制造装备的高分辨率视觉信息获取技术难题。.2.深入开展了高速高精度视觉信息处理方法研究，提出了复杂环境下微弱目标的高速图像检测、识别、分类等一系列创新方法，提高了微弱目标的检测和分类精度，实现了复杂背景下工业图像中多运动目标的准确识别和智能跟踪。.3.系统研究了基于视觉的高速运动、精确定位与恰当力的优化控制方法，提出了多机械手和多视觉识别的协同分拣控制方法，研制出高速并联蜘蛛手视觉伺服跟踪分拣和多种高速异物剔除装置，解决了高速生产线上次品精确视觉定位、机器手高速抓取分拣控制等核心技术难题。.4.攻克了多视觉传感成像伺服控制、主检测机构与跟踪机构的同步运动控制、多机械手协同控制等重大技术难题，研制出医药、饮料和电子制造自动化生产线上的6种工业视觉检测分拣机器人系统，实现了医药、饮料和电子制造生产线的高质量产品检测、分拣和组装。.5.发明的系列工业视觉检测分拣机器人系统成套技术装备已应用于国内外多家企业，提高了我国精密制造自动化技术装备自主研发技术水平，在科技进步和国民经济建设中发挥了重大作用。.本项目实施过程中，项目组在IEEE Transactions等国际期刊(TFS、TIP等)和本领域重要的国际会议(CVPR、ICIP等)上发表学术论文193篇，其中SCI收录78篇，EI收录81篇；出版学术专著4本，获发明专利21项，软件著作权12项；培养博士后7人，博士生27人，硕士生93人；获得省部级一等奖3项、二等奖3项。项目组通过积极参与相关领域主流国际会议、邀请国外专家访问等方式，与国外同行进行了深入的学术交流与合作。项目按计划完成了预定的研究任务。