《自动光学检测专家系统设计及实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动光学检测专家系统设计及实现（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华中科技大学 硕士学位论文 自动光学检测专家系统设计及实现 姓名：王晓帆 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：武剑洁 2011-01-12 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘摘 要要 为解决现有自动光学检测机在生产线上档案建立及管理的问题，提高检测档案 建立的效率和自动化程度，需利用专家系统的建立，为此展开自动光学检测(Auto Optical Inspector)专家系统的应用研究。 系统用户分为一般使用人员和知识工程师，前者主要负责系统的运行；后者主 要负责系统知识的获取。系统共分为三大模块：I/O 界面模块、结
2、果显示模块和知识 库编辑模块。I/O 界面模块功能为：检索规则和修正规则输入接口、推理机推导结果 显示界面及元件图像及检测框图像显示界面；结果显示模块功能为：根据输入的规 则推理出相应的结果，同时将推理结果和中间过程储存在综合数据库中；知识库编 辑模块功能为：根据元件基本参数和检测框参数进行知识获取储存至知识库中。 自动光学检测专家系统中，系统解决的关键包括：知识库的结构设计、Gerber 档案解码、知识推理和档案修正等。其中，知识库的结构设计是解决自动光学检测 专家系统中的知识库储存元件的各项参数，专家系统的推理模块和修正模块根据知 识库的参数进行推理和修正等操作；Gerber 档案解码是对
3、钢板切割机的档案进行解 码，根据 Gerber 档案所取得的档案能够取得元件的接脚形状、方位等参数；知识推 理是专家系统的核心模块之一，根据读入的规则信息将正确的结论推理出来，供用 户使用。档案修正在专家系统知识库中针对相似元件将旧档案修正为新的档案储存， 大大提高知识库的新建效率。 经对不同类型 PCB 板的测试表明，自动光学检测专家系统达到预期设计要求， 其运行稳定性和准确性均达到用户需求，已应用于部门研发设备中。 关键词：关键词：自动光学检测 专家系统 规则法 档案推理 档案修正 II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abs
4、tract To solve the existing automatic optical inspection machine in the production line file creation and management problems and improve the efficiency of detection of file creation and automation, expert system for this to start the application of AOI. Users of the system is divided into general u
5、se of personnel and knowledge engineers, the former is mainly responsible for the operation of the system include: retrieving files and patches and other operations, the time can be set to retrieve the weight of each parameter value; the latter is mainly responsible for the acquisition of knowledge
6、systems: including system rules writing, setting weights and other operations. System consists of three modules: I/O interface module, the results display module and knowledge base editing module. I/O interface module features are: retrieving input interface rules and amendments to the rules, infere
7、nce engine and components derived results show that the image and testing the interface frame image display interface; results show that the module functions are: the rules of inference based on the input the corresponding results, while intermediate process of reasoning results and stored in the in
8、tegrated database; knowledge editing module functions are: the basic parameters of elements and detection parameters of knowledge acquisition box on the Knowledge Base to retrieve the file; on the amendments arising from the new file to the Knowledge Base in. AOI expert systems, key system solutions
9、 include: Knowledge of structural design, Gerber file decoding, knowledge reasoning and file correction. Among them, the knowledge of structural design is the AOI expert system to solve the knowledge base stored in the parameters of components, the expert systems reasoning module and correction modu
10、le according to the parameters of knowledge base operations such as reasoning and correction; Gerber file decoding is cutting steel machine to decode the file, III 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 according to files obtained by Gerber files can be made component pin shape, orientation
11、 and other parameters; knowledge and reasoning is the core module of the expert system, according to the rules of reading the information out to the right conclusion reasoning for users. File amendments to the expert system knowledge base for similar components in the old file new file storage revis
12、ed, greatly improving the efficiency of the new knowledge base. The PCB boards for different types of testing that, AOI expert system to achieve the desired design requirements, the operational stability and accuracy are up to user needs, has been used in R 针对现在数据多、知识少的特点，将数据挖掘引入 专家系统之中；将多 Agent 技术用
13、于专家系统，以提高专家系统的性能5。 3 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.2.2 专家系统近年发展专家系统近年发展 图 1.1 系统发展时间轴 图 1.1 列出了专家系统从开发到 21 世纪的发展时间轴。 近年来, 发展专家系统不仅要采用各种定性的模型, 而且要将各种模型综合运 用, 以及运用人工智能和计算机技术的一些新思想和新技术, 如分布式和协同式。这 些都是专家系统的发展趋势。 4 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.3 论文的研究内容及结构安排论文的研究内
14、容及结构安排 课题研究内容是：专家系统在 AOI 中的应用，通过专家系统确定检测参数、以 及提高搜索检测档案和修正检测档案效率。提高检测的精度及程式制作的效率，避 免机械的重复工作。 全文的结构安排如下： 第一章为绪论，说明本课题来源、目的与意义，并简要介绍专家系统国内外研 究现状。 第二章描述了专家系统的理论基础，并介绍各种专家系统的应用。 第三章详细介绍 AOI 专家系统分析与概要设计，重点介绍知识库模块的结构设 计、系统用例分析、系统需求分析及系统架构设计。 第四章 AOI 专家系统详细设计，包括核心模块知识库设计、参数获取 Gerber 档 案解码及推理和修正模块设计。 第五章详细描述
15、 AOI 专家系统的设计与实现。 第六章为总结和展望，对全文进行总结，并对专家系统的下一步研究进行展望。 5 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 专家系统核心技术分析专家系统核心技术分析 专家系统是模拟专家解决问题的思路的计算机系统6。 本章为详细介绍专家系统 的组成及运行原理，在本章开始首先介绍专家系统的基本概念及组成，然后详细介 绍每个组件的作用及运行机制。 2.1 专家系统简介专家系统简介 所谓“专家”， 一般是指拥有在特定领域的大量知识， 而且有丰富的经验的群体7。 在专家分析某一具体的问题时，专家根据自己的知识和思维方式
16、进行推理，并最终 得出结论。专家系统则是一个具智能型的计算机程序，根据存储的知识库模仿人类 专家的思维进行复杂的问题推理。 2.1.1 专家系统结构专家系统结构 对于不同的领域一般有不同类型的专家系统，而这些专家系统的组成基本上不 变的。一般说来，系统总体结构分为两层总体结构：上层，系统交互层，主要提供 用户和专家使用；下层：系统支撑层，提供基础知识表示和推理功能。 系统组件分为：知识库、知识获取、综合数据库、解释器、推理机、人机交互 界面等六个组件。 （1）人机交互界面：通过人机界面，用户和系统之间能更好的进行信息的输入 输出，在推理机进行推导后将相关的推理结果及解释显示在人机界面上。 （2） 知识库： 知识库是专家系统的核心模块， 由事实性知识和启发性知识构成。 事实性知识是指广泛共有的事实，启发性知识指专业领域经验和具有启发意义的知 识。知识库是由某一个特定领域的专家知识的集合或积累，它由知识工程师向专家 收集后向用户提供这个领域的相关专家经过多年的积累的知识和经验。 知识库的质量决定着整个专家系统质量的优劣。知识库中的知识质量越高、知 识量越大，整
