基于注意力机制的曲轴瓦盖上料机器人 视觉定位和检测方法
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TP391. 4 TH89

基金项目:

湖南省自然科学基金(2020JJ6063)、湖南省教育厅科学研究项目(18A360,19B393)、湖南省高等学校省特色学科(湘教通〔2018〕469)资助


Visual location and detection method of crankshaft bearing cap feeding robot based on attention mechanism
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    摘要:

    为了解决曲轴瓦盖人工上料效率低下、易出错的难题,研究了基于注意力机制的曲轴瓦盖上料机器人视觉定位和检测 方法,实现自动上料。 针对图像特征不明显,在 Faster R-CNN 的特征提取网络引入注意力机制,将曲轴瓦盖图像不同位置的权 重映射到特征通道,使深度学习模型能够更多地关注曲轴瓦盖的边缘和中心语义信息。 为进一步提高定位精度,本文还改进了 候选框生成方法和损失函数。 实验结果表明,与传统机器学习方法及经典深度学习目标检测模型相比,检测速度达 0. 419 s,定 位精度最优(IOU 和 GIOU 分别为 0. 941 3 和 0. 940 9)。 该方法还具有良好的鲁棒性。 现场测试表明,该方法引导上料机器人 抓取和放置曲轴瓦盖组的成功率达 95. 14% ,提升了发动机装配生产线的效率。

    Abstract:

    To solve the problem of low efficiency and error prone of manual feeding of the crankshaft bearing caps (CBCs), the visual location and detection method of CBC feeding robot based on attention mechanism is studied to realize automatic feeding. Aiming at the unapparent image features, the attention mechanism is introduced into the feature extraction network of Faster R-CNN to map the weights of the CBC image at different positions to the feature channel, so that the deep learning model can pay more attention to the edge and center semantic information of the CBC. To further improve the location accuracy, this paper also improves the candidate box generation method and loss function. Experiment results show that compared with those of traditional machine learning methods and classic deep learning target detection models, the detection speed of this method reaches 0. 419s, the location accuracies are the best (IOU and GIOU are 0. 941 3 and 0. 940 9, respectively). In addition, the proposed method possesses good robustness. On site test shows that the success rate for the method guide the feeding robot to grasp and place the CBCs reaches 95. 14% , which improves the efficiency of the engine assembly line.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

朱 江,杜 瑞,李建奇,蔡慕尧,许海霞.基于注意力机制的曲轴瓦盖上料机器人 视觉定位和检测方法[J].仪器仪表学报,2021,(5):140-150

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