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基于深度学习的目标识别与抓取研究

申光鹏 苗鸿宾 余浪 苏赫朋

申光鹏, 苗鸿宾, 余浪, 苏赫朋. 基于深度学习的目标识别与抓取研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 85-90, 98. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.012
引用本文: 申光鹏, 苗鸿宾, 余浪, 苏赫朋. 基于深度学习的目标识别与抓取研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 85-90, 98. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.012
SHEN Guangpeng, MIAO Hongbin, YU Lang, SU Hepeng. Object recognition and grabbing detection based on deep learning[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 85-90, 98. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.012
Citation: SHEN Guangpeng, MIAO Hongbin, YU Lang, SU Hepeng. Object recognition and grabbing detection based on deep learning[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 85-90, 98. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.012

基于深度学习的目标识别与抓取研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.012
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);中北大学研究生科技立项(20221816)
详细信息
    作者简介:

    申光鹏,男,1998 年生,硕士研究生,主要研究方向为工业机器人与机器视觉。E-mail:1343037717@qq.com

    通讯作者:

    申光鹏,男,1998 年生,硕士研究生,主要研究方向为工业机器人与机器视觉。E-mail:1343037717@qq.com

  • 中图分类号: TP242

Object recognition and grabbing detection based on deep learning

  • 摘要: 针对机械臂抓取在工业生产中的复杂作业环境、不同零件之间存在干扰的问题,文章提出了一种基于深度学习的目标识别及抓取方法,以此来减少抓取场景中物体位置的不确定性,提 高检测和抓取成功率。采用卷积注意力机制模块(convolutional block attention module,CBAM)对YOLO-V5进行改进,加强卷积网络对图像特征的关注和提取能力,提高检测精度。改进之后的网络平均识别率提高了5.26%,证明了改进是有效且成功的。通过AUBO-i5机械臂、电动夹爪、相机以及六轴力传感器等设备搭建了一套机械臂抓取系统,实验结果表明所提出的方法在实际抓取中可以适应不同的抓取场景,减少外界干扰,提高抓取成功率,具有良好的应用前景。

     

  • 图  1  抓取系统图

    图  2  YOLO-V5结构图

    图  3  CBAM结构图

    图  4  通道注意力机制结构

    图  5  空间注意力机制结构

    图  6  网络结构对比

    图  7  抓取框图

    图  8  抓取网络结构图

    图  9  检测类别图

    图  10  检测结果图

    图  11  系统整体图

    图  12  eye-in-hand

    图  13  抓取实验

    表  1  算法对比表

    算法 mAP/(%) 速度
    Lenz I等 93.7 13.5 s
    YOLO-V3 92.33 /
    YOLO-V3改 92.65 /
    Morrison D等 88 20 ms
    YOLO-V5 88.62 32 ms
    本文 93.88 35 ms
    下载: 导出CSV

    表  2  实验抓取结果

    抓取场景 光照
    环境
    YOLO-V5 添加CBAM模块的
    YOLO-V5
    检测准确
    率/(%)
    抓取成功
    率/(%)
    检测准确
    率/(%)
    抓取成功
    率/(%)
    无杂物干扰下
    目标物体的识
    别和抓取
    环境一 97.1 95.6 100 97.1
    环境二 94.3 95.4 100 95.7
    环境三 91.4 93.8 95.7 94.1
    有杂物干扰下
    目标物体的识
    别的抓取
    环境一 95.7 94.1 97.1 94.1
    环境二 90.0 92.1 94.3 92.4
    环境三 85.7 88.3 90.0 90.4
    下载: 导出CSV
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  • 修回日期:  2023-11-03

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