隨著工業(yè)生產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)復雜,同一拓撲狀態(tài)對應多種不同的幾何狀態(tài)等問題,實際操作中也存在背景復雜的情況,這也導致現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鍵一步�；谝陨媳尘�,本文提出一種基于深度學習的線狀柔性體拓撲狀態(tài)的識別方法和一種針對拓撲狀態(tài)的拆解策略,并通過機械臂實現對線狀柔性體拓撲狀態(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,之后利用卷積神經網絡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系和每根從頭到尾歷遍時經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撲狀態(tài)。接下來針對線狀柔性體的拓撲狀態(tài)的拆解問題,利用三種可以簡化拓撲狀態(tài)的基本... 

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

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車中的線纜-1-

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文此外，雖然隨著技術的進步，小型電子產品通過對電路板功能的提升已經很大程度上減少了線纜的數量，但仍然不可避免的需要使用一定數量的線纜，尤其是在包括日常常見的如圖1-2所示的電腦機箱在內的集成度較小的電源箱、設備機箱等設備中，依舊大量使用線纜。對其中線纜的安裝目前無法實現自主操作。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，降低設備安裝成本。圖1-3電器設備中的配線在醫(yī)療領域，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，可極大地提高生產裝配的自動化水平，進一步提高生產效率，并利用機器人的標準化操作降低人工操作的出錯率，提高生-2-

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文此外，雖然隨著技術的進步，小型電子產品通過對電路板功能的提升已經很大程度上減少了線纜的數量，但仍然不可避免的需要使用一定數量的線纜，尤其是在包括日常常見的如圖1-2所示的電腦機箱在內的集成度較小的電源箱、設備機箱等設備中，依舊大量使用線纜。對其中線纜的安裝目前無法實現自主操作。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，降低設備安裝成本。圖1-3電器設備中的配線在醫(yī)療領域，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，可極大地提高生產裝配的自動化水平，進一步提高生產效率，并利用機器人的標準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.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2012(04)
[3]幾種常用的二指平動抓手的結構和特點[J]. 沈健.  組合機床與自動化加工技術. 2005(12)
[4]具有寬度的線狀物體的邊緣增強[J]. 鄭光昭.  廣東機械學院學報. 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]基于深度學習的線狀柔性體拓撲狀態(tài)識別方法[D]. 楊康.哈爾濱工業(yè)大學 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 2013



本文編號：2926433