留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于Mask R-CNN的零件抓取检测算法

乔峰丽 苗鸿宾 纪慧君 王涛 苏赫朋

乔峰丽, 苗鸿宾, 纪慧君, 王涛, 苏赫朋. 基于Mask R-CNN的零件抓取检测算法[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 65-69. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.010
引用本文: 乔峰丽, 苗鸿宾, 纪慧君, 王涛, 苏赫朋. 基于Mask R-CNN的零件抓取检测算法[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 65-69. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.010
QIAO Fengli, MIAO Hongbin, JI Huijun, WANG Tao, SU Hepeng. Part grasping detection algorithm based on Mask R-CNN[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 65-69. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.010
Citation: QIAO Fengli, MIAO Hongbin, JI Huijun, WANG Tao, SU Hepeng. Part grasping detection algorithm based on Mask R-CNN[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 65-69. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.010

基于Mask R-CNN的零件抓取检测算法

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.010
基金项目: 中央引导地方科技发展专项资金项目(YDZX20191400002765);山西重点研发计划项目(201903D421006)
详细信息
    作者简介:

    乔峰丽,女,1974年生、硕士,副教授,研究方向为机器人智能制造,已发表论文19篇。E-mail:18844137860@163.com

    通讯作者:

    乔峰丽,女,1974年生、硕士,副教授,研究方向为机器人智能制造,已发表论文19篇。E-mail:18844137860@163.com

  • 中图分类号: TP242

Part grasping detection algorithm based on Mask R-CNN

  • 摘要: 针对工业中存在的散乱堆叠零件抓取回收困难的问题,提出了一种基于Mask R-CNN的改进目标检测算法。首先通过在特征提取网络中融入平衡特征金字塔思想,改进了损失函数并在网络模型的输出层增加抓取角度预测分支,结合深度相机参数化表示零件抓取问题,最后通过该方法建立数据集进行了网络训练实现了对机器人目标检测方法的优化,验证了该算法的可行性。

     

  • 图  1  JLRB8-600机器人末端执行器

    图  2  抓取模型参数

    图  3  抓取方法模型

    图  4  Resnet-BFP网络架构

    图  5  交并比计算的不同情况

    图  6  零件图及类别名称

    图  7  部分数据集图片

    图  8  数据集数据增强效果图

    图  9  标注过程

    图  10  数据集标注后得到的文件

    图  11  损失函数图像

    图  12  单个零件检测

    图  13  多个散乱布置零件检测

    图  14  有干扰物体和无干扰情况下检测情况

    表  1  实验配置

    配置名称配置型号
    CPUIntel®CoreTMi7-8700
    GPUNVIDIA GeForce GTX 1070
    操作系统Windows 10
    深度学习框架Tensorflow
    下载: 导出CSV

    表  2  识别实验结果

    第一阶段第二阶段第三阶段总计
    实验次数505050150
    成功次数504844142
    准确率100%96%90%95.3%
    下载: 导出CSV
  • [1] 魏坤. 机械臂混杂场景动态路径规划与多目标识别研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2019.
    [2] 曹文武. 基于RGB-D视觉识别的机器人抓取规划研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2018.
    [3] Redmon J, Angelova A. Real-time grasp detection using convolutional neural networks[J]. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2015: 1316-1322.
    [4] 侯俊杰. 深度学习目标检测算法中不平衡问题的研究[D]. 秦皇岛: 燕山大学, 2021.
    [5] Zheng Z H, Wang P , Liu W , et al. Distance-IoU loss: faster and better learning for bounding box regression[C]. AAAI Conference on Artificial Intelligence, 2020, 34(7): 12993-13000.
    [6] Redmon J, Farhadi A. YOLOv3: an incremental improvement[J]. 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2015: 1316-1322.
    [7] 孙晓璇, 张磊, 李健. 目标检测数据集半自动生成技术研究[J]. 计算机系统应用, 2019, 28(10): 8-14. doi: 10.15888/j.cnki.csa.007101
    [8] 吴睿曦, 肖秦琨. 基于深度网络和数据增强的多物体图像识别[J]. 国外电子测量技术, 2019, 38(5): 86-90. doi: 10.19652/j.cnki.femt.1801314
    [9] 王保敏, 王睿, 阮进军, 等. 基于TensorFlow的深度神经网络优化方法研究[J]. 兰州文理学院学报:自然科学版, 2021, 35(6): 71-74,94.
    [10] 王功鹏, 段萌, 牛常勇. 基于卷积神经网络的随机梯度下降算法[J]. 计算机工程与设计, 2018, 39(2): 441-445,462. doi: 10.16208/j.issn1000-7024.2018.02.026
  • 加载中
图(14) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  60
  • HTML全文浏览量:  10
  • PDF下载量:  15
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-29

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要提示

    1. 唯一官方网站:1951.mtmt.com.cn

    2. 本刊编辑部、工作人员邮箱后缀为@jcs.gt.cn

    3. 电话

    010-64739683/79(稿件、进度)

    010-64739685(缴费、录用证明)

    4. 作者服务QQ群:238874846

    注意以上信息,谨防冒名、被骗!

    《制造技术与机床》编辑部