[Projekt badawczy] Ocena zużycia części napędu

[Jarek2020]

Cześć,

mam dosyć nietypową prośbę otóż na studiach będę realizował projekt, który zakłada stworzenie systemu oceny stopnia zużycia kół zębatych kasety rowerowej. Nie wdając się w szczegóły tego projektu, rezultatem ma być program, który będzie przetwarzać zdjęcie kasety rowerowej i określać jej zużycie lub też nie. 

Jednakże, aby zaprojektować taki system potrzebuję stworzyć bazę zdjęć kaset rowerowych. Baza ta powinna zawierać zdjęcia kaset z zużytymi zębami oraz kaset, którym "nic nie dolega", a także kaset, które są w stanie powiedzmy pośrednim (nie ma tragedii, ale szału też nie)

A więc zwracam się do Was z wielką prośbą, jeśli ktoś posiada dobre lub też zużyte kasety  (albo takie i takie), aby wrzucił zdjęcie tej/tych kaset w tym wątku wraz z dopiskiem informującym o stopniu zużycia tej kasety. Prosiłbym, aby zdjęcia były ostre, wyraźne, jasne i zrobione prostopadle do zębatek.

przykład zdjęcia, na którym mi zależy  (oczywiście tło nie musi być białe, ale dobrze byłoby gdyby kontrastowało z kasetą)

przykład zdjęcia, z którego nic nie wyciągnę 

zdjęcia gdzie widoczna będzie połowa kasety też będą w miarę ok (jeśli będą zrobione prostopadle), ale preferowałbym zdjęcia całości.

Z góry dzięki 

Jarek

 

PS. Widziałem podobny wątek na forum. Przejrzałem go i znaczna część linków jest już nieaktywna, a część zdjęć została wykonana pod różnymi kątami, dlatego założyłem nowy wątek.

[chudzinki]

Będziesz miał ciężko, bo znaczna część użytkowników nie potrafi ocenić stanu zużycia kasety zgodnie z Twoimi wytycznymi, a poza tym (prawie) nikt nie ściąga kasety żeby zrobić zdjęcie przed wrzuceniem do tamtego tematu. W sobotę mogę podesłać zdjęcie nowej kasety, ale tego pewnie nie będzie Ci brakować...  A może tak uderzyłbyś do dobrego serwisu? Życzę  powodzenia w pracy! 
 

[WaGiant]

Ja widzę jeszcze inny problem . Większość , jak nie wszystkie , dobre kasety są przynajmniej częściowo rozbieralne . Tzn najmniejsza albo kilka najmniejszych zębatek jest ,,luzem " nakładana na bębenek . Nie da się tego tak w pionie złożyć bez bębenka . Zdjęcia powyżej pewnie z katalogu .

[TheJW]

Masz, poszukaj:

 

[grzybu]

Nie wiem, czy w takim projekcie nie rozbijesz się o dane. Jeśli jeszcze w głowie majaczy Ci użycie głębokich sieci neuronowych do klasyfikacji to mozliwe ze Ci się to nie uda zrobić tak jak to sobie zaplanowałeś. Poza tym zauważ, masz jedna klasę, która jest w miarę stała i powtarzalna (nowa kaseta). Natomiast klasa druga i trzecia to tak naprawdę nieskończenie wiele przypadków. Wiec tą klasę albo te klasy wypadałoby mieć najbardziej liczne. Druga sprawa: zobacz, prosisz o zdjęcia z kontrastującymi tłem. Zwróć uwagę, ze pomoże Ci to tylko do największej zębatki, ale co zrobić z pozostałymi? One są na tle swoich większych odpowiedników (kolor, faktura, nawet krawędzie zębów nachodzą na wcięcia innych zębów i zasłaniane są przez mniejsze zębatki) co wydaje się dosyć wrednym przypadkiem do segmentacji. 

[MikeSkywalker]

Chcesz wiadro kaset z serwisu? Nie ma problemu

Wyczyścisz sobie, zrobisz zdjęcia, będziesz miał piękną kolekcję zdjęć zużytych kaset. I według mnie nic ponadto. 

Żeby projekt miał sens potrzeba zdjęć kilku kaset zużytych w różnym stopniu, do tego zużywanych w takich samych warunkach żeby wykluczyć jedną zmienną. No i stworzenia systemu oceny zużycia kasety, nawet jeśli nie procentowego to chociaż w skali 9 stopniowej czy innej. A to jest chyba niemożliwe. Kasetę zmienia się wtedy jak łańcuch zaczyna po niej skakać. I nawet oceniając rozciągnięcie łańcucha nie da się określić zużycia kasety, za dużo zmiennych. 

Dla przykładu - jedna osoba której łańcuch zacznie skakać na jednej zębatce zmieni napęd. Więc teoretycznie uznaje ona kasetę za zużytą w 100%. 

Druga osoba - zacznie omijać tę zębatkę i jeździć na kolejnych. Więc przy tej samej kasecie uzna ją za zużytą w mniejszym stopniu. I już mamy błąd w wynikach. 

Pomysł ciekawy ale według mnie trzeba do tego podejść inaczej. 

Jeśliby użyć w nim zębatek pracujących w układzie jednorzędowym, pod stałym obciążeniem, we względnie porównywalnych warunkach, ze znanym przebiegiem - np. w motogodzinach można na podstawie zdjęć i znanego "przebiegu", wiedząc przy tym po jakim czasie zębatka jest zużyta w 100% i wymieniana stworzyć system oceniający zużycie na podstawie zdjęć zębów. 

[KSikorski]

Patrząc na zagadnienie od strony inżynierskiej przyjmujesz tragicznie złe założenia.

Chcesz się oprzeć na subiektywnym zdaniu ludzi, nie popartym żadnymi pomiarami.

To jest wyjątkowo proste zagadnienie. Nowy łańcuch ma rolki średnicy 7,64 mm rozstawione co 1/2", czyli co 12,7 mm.

Zarys nowego zęba jest do tych wymiarów dostosowany, to jest zapewnia pełne podparcie rolek o wymienionej średnicy w odstępach 12,7 mm.

W miarę zużycia zwiększa się efektywna odległość między rolkami i spada ich średnica (właśnie zmierzyłem że w łańcuchu o przebiegu 846 km mam już tylko 7,61 mm).

Tak zużyty łańcuch zaczyna obrabiać zęby w kasecie.

Narysuj sobie zarys koła zębatego dostosowanego do łańcucha z 0,5% wyciągnięcia i rolkami zjechanymi np. do 7,60 mm (to jest coś co można byłoby pomierzyć na dużej populacji zużytych łańcuchów i wyciągnąć wartość z szczytu krzywej Gauss`a).

Nałóż zarys koła nowego na zarys koła dostosowanego do geometrii łańcucha zużytego.

Teraz wiesz jaka będzie ewolucja koła zębatego w toku jego zużycia.

Dalej wyważasz otwarte drzwi, bo to co konstruujesz możesz sobie kupić z dnia na dzień od keyenca albo omrona.

Poczytaj sobie materiały na te tematy https://www.keyence.eu/plpl/landing/lpc/1702cvxpl.jsp?aw=gagooglekbplplbrandvisgen031&gclid=Cj0KCQiAk53-BRD0ARIsAJuNhpsnhhs7BG1Uk-5z9LojY8Uo4wxNy09BlQnp_ALwbyVN7RCYIwK_PacaAjLhEALw_wcB i można przystąpić do budowy bieda wersji w oparciu o jakąś kamerkę z źródłem światła i własny algorytm.

Pomiar optyczny, porównanie z wykreślnym wzorcem nowego oraz wykreślnym wzorcem zużytego, komunikat OK/NOK.

Oczywiście możesz to ubrać w apkę mobilną na kamerę z telefonu, ale dokładność tego będzie bardzo taka sobie i pewnie trzeba byłoby robić zdjęcie z przyłożoną linijką żeby za każdym razem kalibrować skalę.

[Gość]

10 godzin temu, Jarek2020 napisał:

aby wrzucił zdjęcie tej/tych kaset w tym wątku wraz z dopiskiem informującym o stopniu zużycia tej kasety

Tylko skąd ktoś ma wiedzieć jakie jest zużycie?

10 godzin temu, Jarek2020 napisał:

Prosiłbym, aby zdjęcia były ostre, wyraźne, jasne i zrobione prostopadle do zębatek.

Niewykonalne. Może jak ktoś akurat ma nową kasetę.

[zekker]

51 minut temu, KSikorski napisał:

Oczywiście możesz to ubrać w apkę mobilną na kamerę z telefonu, ale dokładność tego będzie bardzo taka sobie i pewnie trzeba byłoby robić zdjęcie z przyłożoną linijką żeby za każdym razem kalibrować skalę.

Niekoniecznie będzie potrzebna linijka. Skoro rozmiar łańcucha jest znany, to też są znane odstępy między zębami. Zatem wystarczy znaleźć środki zębów (one raczej nie zmieniają pozycji wraz z zużyciem, choć robią się asymetryczne) i system sam się skalibruje. Oczywiście pewnie na jednym ujęciu się nie skończy i będzie trzeba przetworzyć kilka(naście ?) obrazów.
Pewnie też da radę zamodelować wzorcowe kasety/zębatki i po prostu dopasować wzorzec wraz z przekształceniem (skalowanie, obrót itp.).

Tylko chyba już sam problem kalibracji nadaje się na pracę dyplomową. Zmierzenie i ocena zużycia, to już wisienka na torcie.

Odnośnie samych zdjęć, to nie trzeba ściągać kasety z piasty. Wystarczy koło wyjąć i już można robić zdjęcie prostopadle do powierzchni kasety. Wystająca oś nie powinna stanowić problemu.
Oczywiście dużo lepiej jakby program radził sobie i z wycinkiem kasety, tak żeby nie trzeba było bawić się z wyciąganiem koła.

[Jarek2020]

Dzięki za odpowiedzi.

Jak @grzybu słusznie się domyślił w założeniach projektu jest użycie sieci neuronowych. Żeby dobrze nauczyć sieć potrzebna jest duża ilość danych stąd wstępny pomysł dzielenia na 3 klasy (ok, nok, i pośrednią). W celu stworzenia  skali o 1 do 10 potrzebna jest jeszcze większa ilość danych. Zawsze jest opcja do zredukowania klas do ok i nok, ale wtedy klasyfikator byłby dosyć agresywny w swych ocenach.

Z kontrastującym tłem chodziło mi o to, aby zęby były dobrze widoczne, bo np. wykonując zdjęcie na białym tle może dojść do prześwietlenia zębów i nie będą widoczne ich krawędzie (będą wyglądały na ścięte). Nakładanie się zębatek na chwilę obecną nie jest, aż tak wielkim problemem, ponieważ algorytmy do detekcji krawędzi radzą sobie z tym przyzwoicie.

@KSikorski super podejście do sprawy tylko na chwilę obecną zakłada się użycie sieci neuronowych w projekcie. Jeśli faktycznie nic z tego nie wyjdzie, bo będzie zbyt mała ilość danych, aby nauczyć sieć z pewnością trzeba będzie zweryfikować koncepcję.

@zekker też myślałem nad przetwarzaniem wycinka (nawet napisałem, że może być widoczna połowa kasety). Aczkolwiek na chwilę obecną preferowałbym zdjęcia całych kaset - później zawsze można z nich zrobić fragmenty, natomiast z fragmentów(wycinków) ciężko zrobić całość.

Projekt jest w powijakach. Żeby cokolwiek móc powiedzieć, czy koncepcja jest słuszna/czy jest wykonalna, potrzebne są dane aby móc to zweryfikować. 

[KSikorski]

Jeśli chodzi o sieci neuronowe to miałem tylko jeden semestr wykładu i wiem niewiele więcej po za ogólną ideą :-)

Jeśli zaś chodzi o systemy wizyjne i generalnie pomiary współrzędnościowe to mam w tym jakąś wiedzę i doświadczenie, w razie czego służę bo temat jest ciekawy.

Pozdrawiam

[grzybu]

Jak sam zauważyłeś, będziesz potrzebować wielu danych. W zależności od architektury sieci i metod, ale szacuję że jakieś setki/tysiące zdjęć do komfortowej pracy. Nawet jak użyjesz przetrenowanej już sieci i zrobisz transfer learning. Zastanów się czy jesteś w stanie tyle zebrać przykładów z różnych klas. Im więcej klas tym więcej przykładów. Może wystarczą 2 klasy OK/NOK, ale na wyjściu użyjesz f-cji sigmoidy interpretowanej jako prawdopodobieństwo NOK (regresja logistyczna)? Wtedy będziesz mógł to interpretować w sposób ciągły a nie jako klasy. Lub nawet teraz jak myślę, to nawet f-cja liniowa mogłaby być dobra, bo nie masz górnej granicy zużycia. Masz może już jakieś pomysły, jakich sieci użyć, tak żeby oszacować ilość danych? Piszesz że wykrycie krawędzi zębów to nie problem. Jeśli tak, to wykryjcie krawędzie dla każdej zębatki a potem już możesz analizować odległości ząb-ząb (t-t). Jesteś w stanie wyliczyć odległości t-t dla dobrej kasety/zębatki. Wtedy zmieniasz problem na analizę anomalii, czyli modelujesz sobie jak to poprawnie powinno wyglądać natomiast wszelkie zużycie traktujesz jako anomalię. Zacznij też od prostszego problemu, czyli nie od kasety, a od pojedynczej zębatki.

[chudzinki]

12 godzin temu, grzybu napisał:

głębokich sieci neuronowych

53 minuty temu, grzybu napisał:

transfer learning

54 minuty temu, grzybu napisał:

prawdopodobieństwo NOK (regresja logistyczna)

54 minuty temu, grzybu napisał:

analizę anomalii

Ale bez tego wszystkiego mogę zmienić kasetę czy nie bardzo? 

 

 

 

[grzybu]

Możesz, ale to tak jakbyś używał telefonu tylko do dzwonienia

[Jarek2020]

@grzybu jeszcze się nie zastanawiałem jakich sieci użyć, ponieważ pierwszym i chyba najważniejszym etapem jest zebranie danych. Jeśli będę je miał wtedy będę mógł podejmować decyzje o konkretnych rozwiązaniach. Jednakże trudno się nie zgodzić, że funkcja liniowa faktycznie mogłaby być najlepsza.

Na pewno od przyszłego tygodnia rozpocznę tournée po serwisach rowerowych jak zostało zasugerowane, bo z pewnością będą mieli jakiś złom.

Ponawiam też prośbę odnośnie zdjęć. Jeśli ktoś ma trochę czasu i nie przysporzy mu to większych problemów to prosiłbym o wrzucenie zdjęć swojej (lub nie swojej ) kasety.  

[MikeSkywalker]

Teraz, Jarek2020 napisał:

Na pewno od przyszłego tygodnia rozpocznę tournée po serwisach rowerowych jak zostało zasugerowane, bo z pewnością będą mieli jakiś złom.

To dobra droga, zdobędziesz w ten sposób próbkę kaset "zużytych" w 100%, czyli takich które podlegały wymianie. Jeśli znajdę chwilę postaram się coś umyć i porobić zdjęcia. 

[Gość]

Stanu nie ocenie. Przebieg 1500 km.

[CYBER1]

[KSikorski]

2 godziny temu, skom25 napisał:

Stanu nie ocenie. Przebieg 1500 km.

Nówex :-) Ja po 1000km mam już odgnioty na 11 T.

[marvelo]

4 godziny temu, CYBER1 napisał:

Ty to faktycznie chyba orzesz pole tym rowerem z podczepionym pługiem, kręcąc na młynku 20/34

[CYBER1]

To stara kaseta teraz mam 11-42 z tyłu ma rok i jest jak nowa.

[Gość]

@KSikorski wrzuciłem to samo zdjęcie do tematu z prośbą o ocenę stanu kasety, ale ruchu za dużego to tam nie ma. Jak myślisz, ogarnie nowy łańcuch? Stary zmierzę dopiero dzisiaj.

[CYBER1]

Ogarnie na spokojnie.
 

[chudzinki]

Nówka sztuka.

 

 

Po przebiegu 6200 km. Do samego końca działała bez zarzutu.

[CYBER1]

Panie ale tu żadna nie jest zużyta.