【摘 要】
：
使用工业机器人分拣随机摆放的工件时需要规划复杂的任务轨迹,然而非均匀有理B样条曲线的参数和弧长关系非线性相关,因此难以平滑调节轨迹中间任务点的速度并灵活设置其运行时长,致使机器人的灵活性降低,无法实现柔性生产;此外,复杂的工业生产环境会导致工件的外在特征无法被准确提取,致使检测精度降低,同时基于卷积神经网络的目标检测模型依赖于良好的硬件设备性能,导致部署成本增加。为此,本文针对非均匀有理B样条曲线
论文部分内容阅读
使用工业机器人分拣随机摆放的工件时需要规划复杂的任务轨迹,然而非均匀有理B样条曲线的参数和弧长关系非线性相关,因此难以平滑调节轨迹中间任务点的速度并灵活设置其运行时长,致使机器人的灵活性降低,无法实现柔性生产;此外,复杂的工业生产环境会导致工件的外在特征无法被准确提取,致使检测精度降低,同时基于卷积神经网络的目标检测模型依赖于良好的硬件设备性能,导致部署成本增加。为此,本文针对非均匀有理B样条曲线的加减速规划问题和复杂环境下的工件位姿估计及检测效率问题展开研究,研究的主要内容有:（1）基于数字滤波的S形加减速规划方法,通过构建双阶跃输入信号和有限脉冲响应滤波器实现轨迹运行时长严格可控,并在满足轨迹参数边界条件和系统峰值速度、加速度以及加加速度约束条件下,实现平滑的S形加减速控制,提高了分拣机器人的运动顺滑性。（2）任务点时间严格可控且速度平滑可调的非均匀有理B样条曲线插补方法,在预处理阶段使用自适应辛普森算法自动分割参数区间以高效计算轨迹的长度,并利用中间数据生成反长度函数;在插补阶段使用数字滤波方法对各任务点间的轨迹进行S形的加减速规划,并根据规划结果使用反长度函数准确计算插补点参数,保证准确到达各任务点,提高了分拣机器人执行复杂任务轨迹时的精度和灵活性。（3）用于工件分类、定位和姿态估计的轻量级旋转目标检测器RYOLO-SG,通过可分离幻影卷积模块构建特征提取网络,利用卷积层特征信息的可分离性和冗余性减少了模型的参数量和计算量,降低了部署成本;为了进一步提高旋转检测精度,在回归损失函数中引入基于Ar Io U的常数因子来解决旋转角度的周期性问题,提高了工件分拣中视觉检测的效率和鲁棒性。（4）设计并搭建了一套基于四轴SCARA平面关节机器人和双爪电动夹爪的工件分拣实验平台,分别对提出的非均匀有理B样条曲线插补算法和旋转目标检测模型RYOLO-SG进行仿真和实验验证,实验结果证明本文所提算法的有效性及可行性。
其他文献
光波导器件在通信、传感和生物医学领域有着广泛的应用,发挥着不可替代的作用。光波导器件的全息响应谱包含了幅值和相位响应谱,承载着器件的结构和功能特性,可用于光波导器件的分析、设计和重构。本实验室研究了一种基于双迈克尔逊干涉和傅里叶变换的低相干全息响应谱测量方法,能同时测量光波导的幅值和相位响应谱。在基于该方法所建立的光波导全息响应谱测量系统中,数据采集与处理子系统是其最重要的组成部分。光波导全息响应
番茄串的采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高,随着番茄种植面积的扩大,劳动成本的逐年提高,机器人代替人工的智能采收作业是未来的发展方向。机器人视觉识别系统是采摘机器人的关键技术,是实现高效、适时、无损、智能采摘的重要保障,研究具有重要的理论意义和应用前景。针对现有采收设备存在的定位和识别功能弱,采摘效率低,成本高,通用性差等问题,构建番茄串收机器人视觉识别系统,采用单相机、双相机结构满足单向采摘和
拥有体积小、重量轻、能量高等优点的储能器件,锂离子电池作为核心部分在电动汽车行业得以广泛应用。然而锂离子电池的工作性能和使用安全对于工作温度十分敏感,特别是过高的温度不仅会导致电池性能严重下降,而且容易产生电池热失控引发的火灾、爆炸等事故,因此开发出高效的电池热管理系统是保证电池高效、安全运行的重要前提。基于相变传热技术的电池热管理系统具有良好的应用前景,针对目前电池热管理系统存在的不足,本文提出
理疗、保健、美容等领域存在着人员需求大、人工成本高与作业质量参差不齐等问题,服务机器人在这些领域的应用逐渐成为一种趋势。此类机器人以一定的力度作业于人体肌肤,按照特定的轨迹和速度运动。本文以面部与背部按摩机器人为研究对象,构建了按摩机器人分布式系统框架,基于个性化特性对按摩作业轨迹规划与用户舒适度监测方法进行研究。首先,构建了包含视觉感知、运算处理与运动控制执行组件的按摩机器人系统,为了确保系统各
自动驾驶与智慧交通协同发展是未来发展的主要方向,安全是V2X技术考虑的重点,感知技术是保障车辆安全稳定行驶的关键技术。然而热点区域隧道存在信号盲区问题导致GPS失真、失效,从而带来极大的安全隐患,所以研究新型精确定位技术迫在眉睫。目前单一传感器存在各自的优缺点,如摄像机2D目标检测较3D目标检测精度高,但是难获取目标三维数据;而激光雷达虽能精准测距,但其目标检测精度较低。多元传感器融合技术是融合多
本工作基于高温固相法制备的Zr O2:Ti4+荧光粉和PDMS硅橡胶，获得了一种新型力致余辉发光复合弹性材料，并通过XRD、扫描电子显微镜、光谱技术等对荧光粉及弹性体的结构、发光和陷阱性能进行了针对性的表征。结果表明：Zr O2属于单斜晶系，空间群P21/c （No.14），为中心对称结构，力致发光与常见的压电发光无关，基质的带隙大约为5.01 e V，宽度较大，有利于发光能级的辐照跃迁，均匀掺入
近年来人们对位置服务的需求日益增大,如商圈中商品定位、交通场所中路线指引等。并且由于LED具有低廉成本、绿色环保等优点,让基于LED的室内可见光定位（VLP）技术受到了广泛关注。目前的VLP系统受到众多因素影响,如环境光和LED发光功率的波动。本文提出了一种基于信道编码和定位算法的改进VLP系统,并搭建实际定位系统进行性能验证。主要研究内容如下:（1）室内可见光定位系统基础理论介绍。首先对可见光定
随着城市化进程的加快,城区架空线路逐步被电力电缆替代。电缆隧道作为输电电缆的主要通道,投运规模逐年增加。电缆隧道火灾破坏力强,危害大,严重影响电网运行安全。预防、控制电缆隧道火灾成为维护电网安全运行的重要工作之一。电缆隧道中配置了分布式光纤测温系统、烟感报警、有毒有害气体监测等多个系统对隧道环境及火灾隐患进行监测,并设置有灭火弹、防火门、防火隔板等防火设施。但监测系统与防火设施相互独立,没有有效的
超高强钢板已经成为汽车行业轻量化的重要材料,热冲压技术也已成为生产超高强度钢冲压件的首选技术。在超高强钢板热成形过程中,热冲压模具持续在循环高温高压下工作,不可避免会产生磨损,磨损逐渐积累最终导致磨损失效,不能继续服役。而超高强度钢热冲压模具的结构复杂、加工精度要求高、材料费用高,其服役寿命很大程度上决定了零件产品的生产成本。因此,本文旨在构建能够适用于计算热冲压模具磨损的磨损模型,将其应用于有限
在知识经济时代背景下，终身学习成了重要主题，这就要求高校在进行高素质人才培养的过程中对大学生自主学习能力的培养更加关注与重视，让学生在步入社会之后仍然能以较强的自学能力不断提升自己，满足现代社会的实际发展需要。本文从大学生自主学习能力的主要内涵与特点出发，针对大学生自主学习能力的提升策略进行了相关探讨，希望能为高校大学生自主能力的培养提供参考。