基于实例分割的车间AGV精确定位研究

针对自动引导车(Automated Guided Vehicle,AGV)在复杂工业环境中定位误差大且准确率低的问题,本文提出了一种基于实例分割的车间AGV精确定位方法。通过SURF特征提取算法、最近邻匹配算法和随机一致性算法对双摄像头获取的图像进行实时拼接,使用动态加权融合算法消除接缝,利用RTMDet-Ins-x实例分割模型,获取AGV掩膜,结合AGV的特征进行定位,建立数学模型矫正定位误差。实验结果表明,在模拟车间环境下,该定位方法距离的最大误差为17.3 mm,平均误差为9.5 mm,角度最大误差为1.7°,平均误差为1.1°。与目标检测方法相比,该方法能够获取AGV的航向角度,距离误差缩小了64.4%,可实现车间AGV的精确定位,满足实际工程需要。

移动平台与机械臂联合作业运动规划研究

为解决复合式自动引导车(Automated Guided Vehicle,AGV)在实际作业中需移动平台到达目标点后机械臂再进行运动的工作模式导致的作业耗时长、效率低的问题,提出复合式AGV移动平台与机械臂的联合作业规划。利用栅格法构建环境地图,采用A*算法和蚁群算法分别对移动平台和机械臂进行运动规划,实现了复合式AGV的移动平台和机械臂的联合作业规划。经实验结果验证,联合作业规划比非联合作业平均节省时间为3.75 s,效率平均提高6.27%。

基于VGG19卷积神经网络的图像拼接质量评价算法

针对图像拼接质量评价算法多数存在没有分析拼接前后图像的综合图像像素信息和结构信息的问题,本文提出了一种基于VGG19深度卷积神经网络的图像拼接质量评价方法。采用VGG19网络,提取拼接图像和原图像的卷积特征,分别计算2个图像特征图的Gram矩阵,并以2个Gram矩阵的差异作为评价图像拼接质量的指标。同时,为了验证图像拼接质量评价算法的可行性,选取同一场景下的5幅图像进行实验测试。测试结果表明,L s函数值越小,图像的拼接效果越好;而随着L s函数值的增大,图像的拼接效果逐渐变差。说明该算法的评价结果符合人眼的主观评价,能够有效评价图像的拼接质量,可以作为评价同一场景下图像拼接效果的有效指标。该研究有效解决了双目视觉下自动导向车(automated guided vehicle,AGV)在2个摄像头图像拼接处的质量评价问题,具有一定的创新性。

五自由度机械臂系统设计与控制方式研究

针对机械臂在智能制造领域越来越大的需求,本文主要对五自由度机械臂系统进行设计,设计制作了一款具有人机交互功能的机械臂。通过对系统总体方案的设计,建立机械臂模型,选取关节连接件、电机、主控芯片和电源等部件,编写角度控制、姿态解算和用于解决冲击问题的比例-积分-微分(process identification,PID)控制程序,并结合模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)角度反馈,实现机械臂误差补偿,确定PID参数,通过拟合控制函数提高控制精度。同时,开发了实现人机交互的上位控制系统,并对泡沫块、小木块和方块纸3种不同物体在不同的位置分别进行抓取实验。实验结果表明,3种物体抓取成功率分别为100%,96%和98%,实验过程稳定可靠,满足设计系统可行性要求。该研究扩大了机械臂在工业领域的应用范围,对改善传统工业结构具有重要意义。

基于注意力机制与YOLOv5融合的树脂拉链缺陷检测算法研究

针对传统的树脂拉链缺陷人工检测存在的效率低和劳动强度大等问题,本文将YOLOv5算法与注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)相结合,对树脂拉链缺陷检测算法进行研究,给出了算法的结构原理,并对树脂拉链缺陷进行检测试验。采集带有坏齿、边缘、内部、挤出、开裂和污染的树脂拉链图像,建立数据集并据此标注。同时,利用数据集对YOLOv5网络模型进行训练,并选择900张树脂拉链缺陷图像进行测试。测试结果表明,不同树脂拉链缺陷的检测准确率不同,模型对坏牙、边缘、内部、挤压、开裂和污染6种树脂拉链缺陷的识别率分别达到99%,100%,100%,100%,100%和99%,检测目标的置信度范围为0.82~0.99,检测准确率较高,效果较好,证明模型测试的精确率达到100%,召回率达到100%,平均准确率达到98%,证明了本文方法的可行性和有效性。本文算法可实现对常见树脂拉链缺陷的检测、分类及定位。该研究对提升树脂拉链制造行业的生产效率具有一定的成效。

基于全局视觉的车间AGV手势调度系统设计

针对传统的自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)调度方式在半自动生产车间不能满足当前实际生产需求等问题,本文以YOLOv5m为目标检测算法,基于全局视觉构建环境电子地图与路径规划,建立一种基于全局视觉的实时AGV手势调度系统。该系统在全局视觉下通过实时检测工作人员的手势,将手势信息传达给系统信息处理模块,经过解释器处理后,根据不同的手势向AGV发送相应的命令。同时,为验证目标检测的准确率,在全局视觉环境下,基于YOLOv5算法和PyTorch,建立深度学习框架训练目标检测模型,并进行实验验证。实验结果表明,AGV的识别准确率为99.9%,手势的识别准确率为99.7%,且二者检测的置信度均处于0.91~0.99之间,说明模型的检测速度符合实际要求。该系统节省了人力,提高了AGV调度效率,功能和实时性均满足车间实际生产需求,具备良好的稳定性。该研究实现了车间AGV的智能化手势调度,具有一定的实际应用价值。

基于YOLOv5的服装熨烫目标检测算法研究

针对服装熨烫行业中熨烫目标分类模糊、人工方式导致检测不准确且效率低的问题,本文将YOLOv5算法运用到服装行业熨烫目标检测中,将常见的熨烫目标分为裤兜、缝线及褶皱,建立对应的数据集并标注。同时,通过数据集训练YOLOv5算法模型,对模型进行评价和测试,得到模型准确率达98%,召回率达97%,平均精度均值达95%。同时,选择200张熨烫目标图像,对模型进行测试实验。实验结果表明,该模型对裤兜、缝线和褶皱的识别率分别为100%,96%和95%,检测置信度为0.82~0.97,检测效果较好,满足实验要求,实现了常见服装熨烫目标的识别、分类及定位。该研究提升了服装熨烫行业的生产效率。

螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论建模及频响分析

针对车辆建模不能完全反映高频振动的情况,应用古典振动理论及冲击波动理论,对螺旋弹簧悬架车辆的振动进行模拟并对响应进行分析。提出用冲击波动力学分析车辆振动的理论依据,推导螺旋弹簧应力波波阻的表达式,由此建立车辆的波阻力及变形力振动模型。通过冲击波影响螺旋弹簧的长度及其对应的质量,建立了螺旋弹簧惯性力及变形力车辆振动模型,综合多种因素,建立螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论模型,探讨了模型的求解方法,并对各种模型从理论和解法两个方面进行对比。仿真验证冲击波动理论模型与古典振动理论模型在低频段的一致性及弥补后者不能表达高频振动的缺陷。提出了在波动理论下螺旋弹簧多参数的应用方法及悬架高频响应的模拟方法。

螺旋弹簧的波动传递特性分析

建立了螺旋弹簧的波动方程,提出求解螺旋弹簧传递特性的新方法,并推导出弹性波在螺旋弹簧中的传递速度,对沿弹簧传播的位移、速度、应力、应变和作用力的传递特性进行了探讨。分析了螺旋弹簧弹性单波的求解方法及波动干涉问题。

扭杆弹簧受短波冲击的响应研究

应用扭杆弹簧的波动传递特性,探讨单自由度系统受短波冲击的求解方法。在考虑扭杆弹簧的具体结构的情况下,对单自由度系统进行建模,与古典振动理论的建模方法进行比较。给出一个算例,得到了三种方法的响应结果。并对它们的响应进行分析,探讨了扭杆弹簧刚度变化对响应的影响。

单片钢板弹簧受短波冲击的瞬态响应研究

应用钢板弹簧的波动传递特性,在考虑钢板弹簧的具体结构的情况下,针对不同参数,对受短波冲击的钢板单自由度系统进行建模,与古典振动理论的建模方法进行比较,得到了五种方法的响应结果。并对它们的响应进行分析,探讨了钢板弹簧不同参数对瞬态响应的影响。为钢板弹簧高频振动建模提供参考。

PCA-改进RPROP方法的BP算法在音乐信号分类中的应用

针对标准的BP神经网络仅从预测误差负梯度方向修正权值和阈值,学习过程收敛缓慢,并且容易陷入局部最小值,导致泛化能力不足的问题,提出了一种基于学习经验变学习速率改进的RPROP方法作为BP神经网络权值和阈值更新方法,并与主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)相结合,形成了PCA-改进神经网络算法。同时,采用Matlab软件对四类音乐信号进行分类实验。实验结果表明,改进算法比标准算法的稳定识别率提高2.6%,当稳定识别率达到90%时,用时节省75%,表明该算法可以加快网络的收敛过程,提高泛化能力。

基于数据库对CAPP系统中工序卡片的编辑与报表输出子系统的开发

分析了零件工序卡片的编制过程,基于数据库开发了CAPP系统中工序卡片的编辑与报表输出子系统。实现了零件工序卡片编辑包括工序图的绘制以及图文并茂的工序卡片报表输出,讨论了该子系统的详细软件设计,并叙述了它的工作流程。

钢板弹簧的波动传递特性分析

对钢板弹簧三种波动方程进行分析,针对不同的波动方程,分别提出求解钢板弹簧传递特性的方法,并推导出弹性波在钢板弹簧中的传递速度,对沿弹簧传播的位移、速度、应力、应变和作用力的传递特性进行了探讨。推导了钢板弹簧不同传递波的波阻公式,为钢板弹簧的波动理论建模及实际应用提供参考。

农用运输车异常响应的小波分析

用小波对车辆异常响应进行分析 ,能够对异常响应进行准确定位 ,进而找出异响的原因。

扭杆弹簧的波动传递特性分析

建立了扭杆弹簧的波动方程,提出求解扭杆弹簧传递特性的方法,并推导出弹性波在扭杆弹簧中的传递速度,对沿弹簧传播的位移、速度、应力、应变和作用力的传递特性进行了探讨。分析了扭杆弹簧弹性单波的求解方法及波动干涉问题。推导了弹簧的波阻公式,为扭杆弹簧的波动理论建模及实际应用提供参考。

汽车整车振动模型自由度的模糊分析与选择

本文用模糊数学理论分析车辆整车振动模型自由度与计算精度之间的关系 ,从实用角度出发 ,提出模型自由度的选择方法。

基于联合仿真的半主动悬架车辆行驶平顺性研究

为研究半主动悬架车辆行驶平顺性,利用SIMPACK软件建立了整车多体动力学模型,并在半主动悬架七自由度整车行驶动力学模型的基础上,应用Matlab/Simulink软件设计神经网络模型参考自适应控制算法,建立了一个半主动悬架控制策略研究的集成环境,利用该集成环境对磁流变阻尼器的半主动悬架车辆行驶平顺性进行联合仿真。仿真结果表明,与被动悬架相比,当汽车以60 km/h和120 km/h在C级路面上行驶时,车身垂向、俯仰、侧倾加速度均方根值分别下降了32.33%、28.09%、35.93%和41.56%、18.52%、22.97%。基于神经网络模型参考自适应控制的磁流变半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性。

基于ADAMS的滚动轴承参数化建模与动力学仿真

为了更加精确地进行轴承动力学设计,优化高速轴承的动力学特性,本文采用虚拟样机分析软件对滚动轴承进行参数化建模,给出滚动轴承参数化过程,同时建立了深沟球轴承动力学参数化模型并进行仿真分析,仿真结果表明,当对滚动轴承施加一定重载荷时,滚动体因受迫速度增大一些,滚动体与内外圈及保持架的接触力也会增大,但由于滚动体的直径减小,施加的载荷不足以使轴承的变形达到增加接触力效果,所以在对轴承模型施加1000N载荷后,参数化模型分析结果与实际要求相符合。提高了建模效率,方便了用户不用考虑模型内部之间的关联变动对模型进行快捷修改。该方法对研究滚动轴承动力学特性具有重要作用。

车辆整车振动模型自由度的模糊选择

运用模糊数学理论 ,本文分析了车辆整车振动模型自由度与计算精度之间的关系。以整车模型的参数作为因素集 ,以驾驶员座椅 1/3倍频带加速度均方根值作为评价集 ,用模糊综合评判确定了整车振动模型的自由度 ,并用试验验证了该方法的正确性。