Projekt „Smart CT“

• KI-Ansätze zur Effizienzsteigerung in Roboter-CT-Anwendungen.

Das Forschungsprojekt SmartCT adressiert im Bereich der zerstörungsfreien Bauteilprüfung die Arbeit mit robotergestützten Röntgenanlagen, die in der Lage sind, sowohl 2-dimensionale Projektionsbilder als auch mit Hilfe der Computertomographie (CT) 3-dimensionale Volumenbilder zu erzeugen. Die 3D-Bildgebung gewinnt in der zerstörungsfreien Prüfend zunehmend an Bedeutung, da hiermit Defekte und sonstige Merkmale sehr viel genauer, zuverlässiger und quantitativ erkannt und charakterisiert werden können

• Vorwissen durch reale Experimente
• Vorwissen durch simulationsbasierte Verfahren
• KI-Methodik zur Trajektorienoptimierung
• KI-Methodik zur Bestimmung der Roboter-Positionen
• KI-Methodik zur Digitalisierung unvollständiger Daten
• Validierung anhand ausgewählter Anwendungsfälle

Mit dem SmartCT Projekt wurde ein prototypisches System entwickelt, mit dem ein Benutzer einer roboterbasierten CT-Anlage KI basierte Assistenzfunktionen zur Verfügung gestellt bekommen, mit dem sie sicher Scanabläufe parametrieren und optimale Abtaststrajektorien finden können, um eine spezifische Prüfaufgabe zu lösen. Eine vollautomatische Geometriekalibrierung sowie optional wählbare Rekonstruktionsverfahren zur weiteren Verbesserung der Rekonstruktionsqualität sind ebenfalls Teil der Ergebnisse. Das SmartCT Wizard kann derzeit mit der Systemsoftware ROS-CT bedient werden. Offene Schnittstellen erlauben es jedoch, die in diesem Projekt entwickelten Algorithmen auch mit anderen Werkzeugen zur Anlagensteuerung einzusetzen. Anhand der Validierungsmessungen wurde gezeigt, dass die SmartCT Assistenzfunktionen den Benutzer sowohl bei den Arbeitsabläufen als auch hinsichtlich der Ergebnisqualität signifikant unterstützen. Es konnte bspw. gezeigt werden, dass eine Rekonstruktion mit ausgewählten Trajektorien und der Nutzung von Vorwissen über das Scanobjekt eine vergleichbare Qualität erreicht wie ein Scan mit einer vollständigen Objektabtastung. Dies ist insbesondere dann relevant, sobald Prüfobjekte durch ihre Dimensionen oder ihre geometrische Komplexität nur eingeschränkt zugänglich sind. In diesem Fall ist keine vollständige Abtastung möglich, sondern eine intelligente Wahl der Scanpunkte essentiell. Die geometrische Kalibrierung funktioniert nach dem beschriebenen Verfahren uneingeschränkt, so dass dadurch der allgemeine Nachteil beschränkter Achsgenauigkeiten von RoboCT Systemen gegenüber herkömmlichen, präzise eingemessenen CT-Systemen praktisch eliminiert wird..