隨著工業(yè)生產(chǎn)裝配中自動化程度的日益提升,對柔性體自主操作的需求越來越大。線狀柔性體作為柔性體的重要組成部分,相較于面狀柔性體和體狀柔性體存在很多不同。線狀柔性體存在纏繞狀態(tài)復(fù)雜,同一拓?fù)錉顟B(tài)對應(yīng)多種不同的幾何狀態(tài)等問題,實際操作中也存在背景復(fù)雜的情況,這也導(dǎo)致現(xiàn)今生成裝配中對如線纜、繩子、軟管等線狀柔性體的操作仍需要人工手動完成,無法通過機器人自主操作。因此,對線狀柔性體自主操作成為提升自動化水平的關(guān)鍵一步。基于以上背景,本文提出一種基于深度學(xué)習(xí)的線狀柔性體拓?fù)錉顟B(tài)的識別方法和一種針對拓?fù)錉顟B(tài)的拆解策略,并通過機械臂實現(xiàn)對線狀柔性體拓?fù)錉顟B(tài)的拆解。線狀柔性體纏繞分為單根自身纏繞和多根相互纏繞的情形,由此,本文針對單根和雙根線狀柔性體,首先使用目標(biāo)檢測算法得到線狀柔性體的端點和交叉點,之后利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得線狀柔性體的顏色梯度漸變圖。對于每根使用不同的漸變色來表示,通過對顏色梯度漸變圖的交叉點局部區(qū)域的像素值分析,得到交叉段的上下關(guān)系和每根從頭到尾歷遍時經(jīng)過每個交叉點的順序,由此獲得單根和雙根線狀柔性體的拓?fù)錉顟B(tài)。接下來針對線狀柔性體的拓?fù)錉顟B(tài)的拆解問題,利用三種可以簡化拓?fù)錉顟B(tài)的基本... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車中的線纜-1-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文此外，雖然隨著技術(shù)的進步，小型電子產(chǎn)品通過對電路板功能的提升已經(jīng)很大程度上減少了線纜的數(shù)量，但仍然不可避免的需要使用一定數(shù)量的線纜，尤其是在包括日常常見的如圖1-2所示的電腦機箱在內(nèi)的集成度較小的電源箱、設(shè)備機箱等設(shè)備中，依舊大量使用線纜。對其中線纜的安裝目前無法實現(xiàn)自主操作。圖1-2電腦機箱中的線纜除此之外，工廠中大量存在的電器設(shè)備大多需要配線操作。配線如圖1-3所示，一方面需要將線纜接頭接在對應(yīng)的插孔中；另一方面，為了后期維護的便利性和整體的美觀性，需要將線纜整理為非纏繞狀態(tài)，并對線纜進行捆扎固定。這部分工作如能通過機器人完成，將極大的解放勞動力，降低設(shè)備安裝成本。圖1-3電器設(shè)備中的配線在醫(yī)療領(lǐng)域，對柔性針穿刺及針線的跟蹤仍然存在難題；在實際生活中，機器人仍難以在各種復(fù)雜環(huán)境下進行自主操作。而如果能夠利用機器人在背景復(fù)雜多變的情況下對柔性可變形體進行操作，可極大地提高生產(chǎn)裝配的自動化水平，進一步提高生產(chǎn)效率，并利用機器人的標(biāo)準(zhǔn)化操作降低人工操作的出錯率，提高生-2-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文此外，雖然隨著技術(shù)的進步，小型電子產(chǎn)品通過對電路板功能的提升已經(jīng)很大程度上減少了線纜的數(shù)量，但仍然不可避免的需要使用一定數(shù)量的線纜，尤其是在包括日常常見的如圖1-2所示的電腦機箱在內(nèi)的集成度較小的電源箱、設(shè)備機箱等設(shè)備中，依舊大量使用線纜。對其中線纜的安裝目前無法實現(xiàn)自主操作。圖1-2電腦機箱中的線纜除此之外，工廠中大量存在的電器設(shè)備大多需要配線操作。配線如圖1-3所示，一方面需要將線纜接頭接在對應(yīng)的插孔中；另一方面，為了后期維護的便利性和整體的美觀性，需要將線纜整理為非纏繞狀態(tài)，并對線纜進行捆扎固定。這部分工作如能通過機器人完成，將極大的解放勞動力，降低設(shè)備安裝成本。圖1-3電器設(shè)備中的配線在醫(yī)療領(lǐng)域，對柔性針穿刺及針線的跟蹤仍然存在難題；在實際生活中，機器人仍難以在各種復(fù)雜環(huán)境下進行自主操作。而如果能夠利用機器人在背景復(fù)雜多變的情況下對柔性可變形體進行操作，可極大地提高生產(chǎn)裝配的自動化水平，進一步提高生產(chǎn)效率，并利用機器人的標(biāo)準(zhǔn)化操作降低人工操作的出錯率，提高生-2-

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于可達性決策的柔性針穿刺控制方法[J]. 霍本巖,趙新剛,韓建達,徐衛(wèi)良.  控制理論與應(yīng)用. 2014(10)
[2]基于有限元法的柔性體變形實時模擬[J]. 陸忠華,張爭艷,陳定方.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2012(04)
[3]幾種常用的二指平動抓手的結(jié)構(gòu)和特點[J]. 沈健.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2005(12)
[4]具有寬度的線狀物體的邊緣增強[J]. 鄭光昭.  廣東機械學(xué)院學(xué)報. 1996(02)
[5]具有寬度的線狀物體的灰度增強[J]. 張健.  模式識別與人工智能. 1994(02)

碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的線狀柔性體拓?fù)錉顟B(tài)識別方法[D]. 楊康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于視覺反饋的可變形線性物體抑振控制[D]. 王歡.華中科技大學(xué) 2013



本文編號：2926433