Modell zur Vorhersage von Prozessparametern eines Laserprozesses auf Basis von RGB-Farbwerten

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Künstliches neuronales Netz mit zwei verdeckten Schichten mit 50 bzw. 25 Neuronen und einer ReLU-Aktivierungsfunktion. Die Ausgabeschicht hat eine sigmoide Aktivierungsfunktion. Für das Training wird ein Adam-Optimierer verwendet, der den mittleren quadratischen Fehler der Vorhersage gegenüber der erwarteten Ausgabe minimiert und so die Gewichte des Netzes bestimmt.

Eingänge zw. 0 und 1:

b: Blau im RGB-Farbraum
g: Grün im RGB-Farbraum
r: Blau im RGB-Farbraum

Ausgänge zw. 0 und 1:

hatch_um: Der Hatch-Abstand zwischen Scanlinien in µm
power_mw: Die Laserleistung in mW
pulse_us: Die Pulsrate in µs
speed_um_s: Die Scangeschwindigkeit in µm/s

Skaliert wie folgt:

r, b, g: von 0 bis 255 [-]
hatch_um: von 1 bis 100 in [µs]
power_mw: von 1000 bis 20000 in [mW]
pulse_us: von 2 bis 10 in [µs]
speed_um_s: von 41666 bis 3333333 in [µm/s]

Das Modell kann mit dem folgenden Python-Code ausgeführt werden:

from keras.models import load_model

def scale_value(x, new_min, new_max): scaled_value = (x * (new_max - new_min)) + new_min return scaled_value

r = 123 b = 231 g = 85 model = load_model('model.keras') output = model.predict(np.array([b / 255, g / 255, r / 255]).reshape(1, -1))

hatch_um = int(scale_value(output[0][0], 1, 100)) power_mw = int(scale_value(output[0][1], 1000, 20000)) pulse_us = int(scale_value(output[0][2], 2, 10)) speed_um_s = int(scale_value(output[0][3], 41666, 3333333))

Identifier
DOI https://doi.org/10.18419/darus-4339
Metadata Access https://darus.uni-stuttgart.de/oai?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_datacite&identifier=doi:10.18419/darus-4339
Provenance
Creator Reiff, Colin ORCID logo
Publisher DaRUS
Contributor Reiff, Colin; ISW
Publication Year 2024
Rights CC BY 4.0; info:eu-repo/semantics/openAccess; http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
OpenAccess true
Contact Reiff, Colin (Universität Stuttgart); ISW (Universität Stuttgart)
Representation
Resource Type Dataset
Format application/octet-stream
Size 58100
Version 1.0
Discipline Construction Engineering and Architecture; Engineering; Engineering Sciences