之前也是为论文苦恼了半天,网上的范文和能搜到的资料,大都不全面,一般能有个正文就不错了,而且抄袭的东西肯定不行的,关键是没有数据和分析部分,我好不容易搞出来一篇,结果还过不了审。 还好后来找到文方网,直接让专业人士帮忙,效率很高,核心的部分帮我搞定了,也给了很多参考文献资料。哎,专业的事还是要找专业的人来做啊,建议有问题参考下文方网吧 下面是之前文方网王老师发给我的题目,分享给大家: 基于深度学习的无人机地面小目标算法研究 基于视觉的智能汽车面向前方车辆的运动轨迹预测技术研究 模拟射击训练弹着点检测定位技术研究 基于深度卷积神经网络的空中目标识别算法的研究 基于可见光图像的飞行器多目标识别及位置估计 无人驾驶车辆手势指令识别研究与实现 车载毫米波雷达目标检测技术研究 基于多传感融合的四足机器人建图方法 中老年人群跌倒风险评估的数据采集系统 基于深度学习的视觉SLAM闭环检测方法研究 真实图片比较视觉搜索任务的年龄效应及对策研究 室内复杂场景下的视觉SLAM系统构建与研究 基于双目内窥镜的软组织图像三维重建 学习资源画面色彩表征影响学习注意的研究 毫米波雷达与机器视觉双模探测关键技术的研究 语义地图及其关键技术研究 多重影响因素下的语音识别系统研究 基于卷积神经网络的自主空中加油识别测量技术研究 基于视觉语义的深度估计、实例分割与重建 重复视觉危险刺激——本能恐惧反应的“二态型”调控机制研究 低成本视觉下的三维物体识别与位姿估计 面向非规则目标的3D视觉引导抓取方法及系统研究 基于物体识别地理配准的跨视频行人检测定位技术研究 基于结构光的非刚体目标快速三维重建关键技术研究 基于机器视觉的动物交互行为与认知状态分析系统 关于单目视觉实时定位与建图中的优化算法研究 动态场景下无人机SLAM在智慧城市中的关键技术研究 面向视觉SLAM的联合特征匹配和跟踪算法研究 基于深度学习的显著物体检测 基于平面波的三维超声成像方法与灵长类动物脑成像应用研究 基于物体检测和地理匹配的室内融合定位技术研究 基于多模态信息融合的人体动作识别方法研究 基于视觉惯性里程计的SLAM系统研究 基于语义信息的图像/点云配准与三维重建 基于种子点选取的点云分割算法研究 基于深度学习的场景文字检测与识别方法研究 基于运动上下文信息学习的室内视频烟雾预警算法研究 基于深度学习的垃圾分类系统设计与实现 面向手机部件的目标区域检测算法的设计与实现 电路板自动光照检测系统的设计与实现 基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现 基于深度学习的物件识别定位系统的设计与实现 基于视觉四旋翼无人机编队系统设计及实现 基于视觉惯导融合的四旋翼自主导航系统设计与实现 面向城市智能汽车的认知地图车道层生成系统 基于深度学习的智能化无人机视觉系统的设计与仿真 基于知识库的视觉问答技术研究 基于深度学习的火灾视频实时智能检测研究 结构化道路车道线检测方法研究 基于机器视觉的带式输送机动态煤量计量研究 基于深度学习的小目标检测算法研究 基于三维激光与视觉信息融合的地点检索算法研究 动态环境下仿人机器人视觉定位与运动规划方法研究 瓷砖铺贴机器人瓷砖空间定位系统研究 城市街景影像中行人车辆检测实现 基于无线信号的身份识别技术研究 基于移动机器人的目标检测方法研究 基于深度学习的机器人三维环境对象感知 基于特征表示的扩展目标跟踪技术研究 基于深度学习的目标检测方法研究 基于深度学习的复杂背景下目标检测与跟踪 动态扩展目标的高精度特征定位跟踪技术研究 掩模缺陷检测仪的图像处理系统设计 复杂场景下相关滤波跟踪算法研究 基于多层级联网络的多光谱图像显著性检测研究 基于深度结构特征表示学习的视觉跟踪研究 基于深度网络的显著目标检测方法研究 基于深度学习的电气设备检测方法研究 复杂交通场景下的视频目标检测 基于多图学习的多模态图像显著性检测算法研究 基于面部视频的非接触式心率检测研究 单幅图像协同显著性检测方法研究 轻量级人脸关键点检测算法研究 基于决策树和最佳特征选择的神经网络钓鱼网站检测研究 基于深度学习的场景文本检测方法研究 RGB-D图像显著及协同显著区域检测算法研究 多模态融合的RGB-D图像显著目标检测研究 基于协同排序模型的RGBT显著性检测研究 基于最小障碍距离的视觉跟踪研究 基于协同图学习的RGB-T图像显著性检测研究 基于图学习与标签传播优化模型的图像协同显著性目标检测 姿态和遮挡鲁棒的人脸关键点检测算法研究 基于多模态和多任务学习的显著目标检测方法研究 基于深度学习的交通场景视觉显著性区域目标检测 基于生物视觉机制的视频显著目标检测算法研究 基于场景结构的视觉显著性计算方法研究 精神分裂症患者初级视觉网络的磁共振研究 基于fMRI与TMS技术研究腹侧视觉通路中结构优势效应的加工 脑机接口游戏神经可塑性研究 基于YOLOV3算法的FL-YOLO多目标检测系统 基于深度与宽度神经网络显著性检测方法研究 基于深度学习的零件识别系统设计与研究 基于对抗神经网络的图像超分辨算法研究 基于深度学习复杂场景下停车管理视觉算法的研究与实现 镍电解状态视觉检测与分析方法研究 跨界训练对提升舞者静态平衡能力的理论与方法研究 施工现场人员类型识别方法的研究与实现 基于深度学习的自然场景文字检测方法研究 基于嵌入式的交通标志识别器的设计 基于视觉感知特性与图像特征的图像质量评价
采访专业人才论文 眼视光技术专业是一门以保护眼视觉健康为主要内容,集眼科、视光学及视觉服务为 一体的眼保健、预防、治疗和康复全程全面的服务专业,旨在培养集眼保健技术、专业验光 配镜技能、服务理念于一体“医工商”复合型眼视光技术人才。 我国眼镜市场潜力巨大, 全国近视人群约 4 亿, 老花人群超过了 亿, 这些人中 90% 都需要眼镜。根据目前我国眼镜店数量计算大约需要 24 万名视光师,但是视光专业每年的毕 业生却不足千人,因此培养既能从事医学验光、眼镜定配技术,又能从事眼镜行业经营管理 工作需要的高级应用型眼视光技术人才,才能不断满足人们群众日益增长的视力保健服务的 需要。而如今,人们对眼部疾病的认识与预防的认知很是缺乏。今天我就给大家介绍一下眼 睛的疾病与预防的方法。我主要给大家介绍的是屈光不正这种常见的眼部疾病。 一、屈光不正 1>屈光不正的定义:屈光不正是指眼在不使用调节时,平行光线通过眼的屈光作用后, 不能在视网膜上结成清晰的物像,而在视网膜前或后方成像。它包括远视、近视及散光。 2>屈光不正的分类:最常见的屈光不正有三种: 1、近视眼:看不清远处物体; 2、远视眼:看不清近处物体; 3、散光眼:因角膜(覆盖眼球的一层透明膜)不规则弯曲而引起的影象变 型。 老视眼是第四种屈光不正,指在一手臂长的距离内有阅读和视觉困难,老视眼与其他 几种屈光不正的区别是,它与年龄有关,几乎是人人会发生的。屈光不正无法预防,但可通 过验光作出诊断,并可选择眼镜、隐形眼镜或手术加以矫正。 3>屈光不正的因素:造成屈光不正的原因很多,其中遗传因素是很重要的原因。当然不 合理的用眼也是不可忽视的原因,儿童处于生长发育时期,又不注意用眼卫生,如看书、写 字的姿势不正确,或光线不好,造成眼与书的距离太近,或看书时间过长,或走路、坐车看 书等都可造成眼睛过度疲劳,促成屈光不正。 4>屈光不正的临床表现: 1、近视 轻度或中度近视,除视远物模糊外,并无其它症状,在近距离工 作时,不需调节或少用调节即可看清细小目标,反而感到方便。但 在高度近视眼,工作时目标距离很近,两眼过于向内集合,这就会 造成内直肌使用过多而出现视力疲劳症状。 2、远视 远视眼的视力,由其远视屈光度的高低与调节力的强弱而决定。轻 度远视,用少部分调节力即可克服,远、近视力都可以正常,一般无 度远视,用少部分调节力即可克服,远、近视力都可以正常,一般无 症状。这样屈光不正图示的远视称为隐性远视。稍重的远视或调节力 稍不足的,因而远、近视力均不好。这些不能完全被调节作用所代偿 的剩余部分称为显性远视,隐性远视与视之总合称为总合性远视。远 视眼由于长期处于调节紧张状态,很容易发生视力疲劳症状。视力疲 劳症状是指阅读、写字或作近距离工作稍久后,可以出现字迹或目标 模糊,眼部干涩,眼睑沉重,有疲劳感,以及眼部疼痛与头痛,休息 片刻后,症状明显减轻或消失。此种症状一般以下午和晚上为最常见。 严重时甚至恶心、呕吐。有时尚可并发慢性结膜炎、睑缘炎或麦粒肿 反复发作。 3、散光 屈光度数低者可屈光不正示意图无症状,稍高的散光可有视力减退, 看远、近都不清楚,似有重影,且常有视力疲劳症状。 5>屈光不正的检查方法:屈光检查法包括主观检查法和客观检查法:主观检查法:1、 根据视力检查初步分析判断屈光性质法;2、插片验光法;3、交叉柱镜及散光矫正器验光法; 4、云雾法;5、散光表验光法;6、针孔片及裂隙片检查法;7、激光散斑图法。客观检查法 1、直接检眼镜检查法;2、视网膜镜检查法;3、带状光检影法;4、角膜计;5、自动验光仪 等。[5]基本治疗。 6>屈光不正的治疗: 1、近视治疗 治疗:轻度和中度近视,可配以适度凹透镜片矫正视力。高度近视 戴镜后常感觉物象过小、头昏及看近物困难应酌情减低其度数,或 戴角膜接触镜,但后者如处理不当可引起一系列角膜并发症。放射状 角膜切开术;在角膜周边部(瞳孔区以外)作 8~16 条放射状切口, 可使角膜中央变平坦,以降低眼的屈光度,达到矫治近视的目的。 一般对 2~8D 近视眼的矫正效果好,其矫正效果与切口深度,放射 状角膜切开的条数以及保留中央透明区的大小有关。但此种手术对 角膜造成一定损伤,处理不当可出现角膜穿孔、内皮失代偿及感染 等严重并发症,而且远期效果尚未完全确定,故对此手术应采取慎 重态度。 2、远视治疗 治疗:远视眼,如果视力正常,又无自觉症状,不需处理。如果有 视力疲劳症状或视力已受影响,应配戴合适的凸透镜片矫正。远视 程度较高的,尤其是伴有内斜视的儿童应及早配镜。随着眼球的发 育,儿童的远视程度有逐渐减退的趋势,因此每年还须检查一次, 以便随时调整所戴眼镜的度数。除配戴凸镜矫正外,还可以用角膜 接触镜矫正。 3、散光治疗 治疗:一般轻度而无症状者可不处理,否则应配柱面透镜片矫正, 近视性散光用凹柱镜片,远视性散光用凸柱镜片。 以上即是屈光不正的简单介绍。 目前人们对于眼视光技术这个名词还是很陌生,总有一些人对于这个名词都不知道。而 我们眼视光技术专业主要是培养眼视光行业中的高级技术人才, 毕业生可以从事屈光度检测、 眼镜定配、眼镜检测、眼科基本病理咨询等方面的具有专业理论知识和较强实践工作能力的 高技能专业人才。而目前主要的课程包括视光学基础、验光学、眼科临床、眼镜光学、隐形 眼镜基础、眼视光器械学、医学基础、眼镜定配技术、斜弱视、市场营销、专业英语等。眼 视光专业人才主要的就业方向是服务型行业如:各类眼镜店、医院眼视光门诊、眼镜生产企 业、眼镜贸易企业等。 目前我国正处于近视高发期,眼镜市场的需求巨大,而相应的眼视光技术专业人才却很 短缺。我国加入 W TO 和职业资格认证制度的实施,给高职高专医科院校开展眼视光技术职业 教育带来了机遇。而此对于我们从事眼视光专业的这一行业的人来讲也是一种机遇,所以我 们要抓住机遇,从而来发展自己的事业,同时也为眼视光技术这一行业献出自己一份力量。 姓名:刘孟鸿 学号:19 号
视觉传达毕业论文我帮你解决
之前也是为论文苦恼了半天,网上的范文和能搜到的资料,大都不全面,一般能有个正文就不错了,而且抄袭的东西肯定不行的,关键是没有数据和分析部分,我好不容易搞出来一篇,结果还过不了审。 还好后来找到文方网,直接让专业人士帮忙,效率很高,核心的部分帮我搞定了,也给了很多参考文献资料。哎,专业的事还是要找专业的人来做啊,建议有问题参考下文方网吧 下面是之前文方网王老师发给我的题目,分享给大家: 基于深度学习的无人机地面小目标算法研究 基于视觉的智能汽车面向前方车辆的运动轨迹预测技术研究 模拟射击训练弹着点检测定位技术研究 基于深度卷积神经网络的空中目标识别算法的研究 基于可见光图像的飞行器多目标识别及位置估计 无人驾驶车辆手势指令识别研究与实现 车载毫米波雷达目标检测技术研究 基于多传感融合的四足机器人建图方法 中老年人群跌倒风险评估的数据采集系统 基于深度学习的视觉SLAM闭环检测方法研究 真实图片比较视觉搜索任务的年龄效应及对策研究 室内复杂场景下的视觉SLAM系统构建与研究 基于双目内窥镜的软组织图像三维重建 学习资源画面色彩表征影响学习注意的研究 毫米波雷达与机器视觉双模探测关键技术的研究 语义地图及其关键技术研究 多重影响因素下的语音识别系统研究 基于卷积神经网络的自主空中加油识别测量技术研究 基于视觉语义的深度估计、实例分割与重建 重复视觉危险刺激——本能恐惧反应的“二态型”调控机制研究 低成本视觉下的三维物体识别与位姿估计 面向非规则目标的3D视觉引导抓取方法及系统研究 基于物体识别地理配准的跨视频行人检测定位技术研究 基于结构光的非刚体目标快速三维重建关键技术研究 基于机器视觉的动物交互行为与认知状态分析系统 关于单目视觉实时定位与建图中的优化算法研究 动态场景下无人机SLAM在智慧城市中的关键技术研究 面向视觉SLAM的联合特征匹配和跟踪算法研究 基于深度学习的显著物体检测 基于平面波的三维超声成像方法与灵长类动物脑成像应用研究 基于物体检测和地理匹配的室内融合定位技术研究 基于多模态信息融合的人体动作识别方法研究 基于视觉惯性里程计的SLAM系统研究 基于语义信息的图像/点云配准与三维重建 基于种子点选取的点云分割算法研究 基于深度学习的场景文字检测与识别方法研究 基于运动上下文信息学习的室内视频烟雾预警算法研究 基于深度学习的垃圾分类系统设计与实现 面向手机部件的目标区域检测算法的设计与实现 电路板自动光照检测系统的设计与实现 基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现 基于深度学习的物件识别定位系统的设计与实现 基于视觉四旋翼无人机编队系统设计及实现 基于视觉惯导融合的四旋翼自主导航系统设计与实现 面向城市智能汽车的认知地图车道层生成系统 基于深度学习的智能化无人机视觉系统的设计与仿真 基于知识库的视觉问答技术研究 基于深度学习的火灾视频实时智能检测研究 结构化道路车道线检测方法研究 基于机器视觉的带式输送机动态煤量计量研究 基于深度学习的小目标检测算法研究 基于三维激光与视觉信息融合的地点检索算法研究 动态环境下仿人机器人视觉定位与运动规划方法研究 瓷砖铺贴机器人瓷砖空间定位系统研究 城市街景影像中行人车辆检测实现 基于无线信号的身份识别技术研究 基于移动机器人的目标检测方法研究 基于深度学习的机器人三维环境对象感知 基于特征表示的扩展目标跟踪技术研究 基于深度学习的目标检测方法研究 基于深度学习的复杂背景下目标检测与跟踪 动态扩展目标的高精度特征定位跟踪技术研究 掩模缺陷检测仪的图像处理系统设计 复杂场景下相关滤波跟踪算法研究 基于多层级联网络的多光谱图像显著性检测研究 基于深度结构特征表示学习的视觉跟踪研究 基于深度网络的显著目标检测方法研究 基于深度学习的电气设备检测方法研究 复杂交通场景下的视频目标检测 基于多图学习的多模态图像显著性检测算法研究 基于面部视频的非接触式心率检测研究 单幅图像协同显著性检测方法研究 轻量级人脸关键点检测算法研究 基于决策树和最佳特征选择的神经网络钓鱼网站检测研究 基于深度学习的场景文本检测方法研究 RGB-D图像显著及协同显著区域检测算法研究 多模态融合的RGB-D图像显著目标检测研究 基于协同排序模型的RGBT显著性检测研究 基于最小障碍距离的视觉跟踪研究 基于协同图学习的RGB-T图像显著性检测研究 基于图学习与标签传播优化模型的图像协同显著性目标检测 姿态和遮挡鲁棒的人脸关键点检测算法研究 基于多模态和多任务学习的显著目标检测方法研究 基于深度学习的交通场景视觉显著性区域目标检测 基于生物视觉机制的视频显著目标检测算法研究 基于场景结构的视觉显著性计算方法研究 精神分裂症患者初级视觉网络的磁共振研究 基于fMRI与TMS技术研究腹侧视觉通路中结构优势效应的加工 脑机接口游戏神经可塑性研究 基于YOLOV3算法的FL-YOLO多目标检测系统 基于深度与宽度神经网络显著性检测方法研究 基于深度学习的零件识别系统设计与研究 基于对抗神经网络的图像超分辨算法研究 基于深度学习复杂场景下停车管理视觉算法的研究与实现 镍电解状态视觉检测与分析方法研究 跨界训练对提升舞者静态平衡能力的理论与方法研究 施工现场人员类型识别方法的研究与实现 基于深度学习的自然场景文字检测方法研究 基于嵌入式的交通标志识别器的设计 基于视觉感知特性与图像特征的图像质量评价
视觉关系识别/检测 任务不仅需要识别出图像中的物体以及他们的位置(detection),还要识别物体之间的关系(relationship)。例子如下图所示,输入为一张图片,输出为objects和bounding boxes,以及objects之间的关系,如
视觉关系识别是图像理解的基础,可以 应用 在
挑战:
这篇文章将整理与视觉关系相关的论文,并作简要的介绍。论文列表:
第一篇是比较经典的论文,提出了一个数据集VRD和一个结合语言先验的关系预测模型。
Visual Phrases只有13个类型,Scene Graph 有两万多关系,但是它平均每个对象只有大约2个谓词关系。除了这三个数据集,还有有名的 VIsual Genome 大数据集,包含99658张图片,19237个关系,标注了物体类型,位置,属性和物体间的关系(场景图),还有caption,qa。虽然数据量大了,但是数据集的标注还是会有一些没有被标注的,毕竟组合多。
思考:论文利用了语言先验word embedding,对预测起到了很大的帮助,但是先验知识可能会使得关系预测倾向于频繁的关系,而忽略了视觉方面的信息。一个解决方案是先预训练视觉模型。然而,真正合理的融合先验的方式我觉得不是简单的乘法(先验可能会误导),是一个思考的点。
**Motivation: **这篇论文的启发是来源于知识图谱中,使用转移向量(translation vector)来表示实体之间的关系(见 Trans系列的知识表示 )。在视觉关系中,通过将对象的视觉特征映射到低维的关系空间中,然后用对象间的转移向量来表示对象之间的关系,比如person+ride=bike。如下图所示:
所以为了让 能够接近 ,即相似,loss函数为
在实验中,单从在VRD数据集上的predicate预测,与上一篇论文Lu对比是没有提升的(44<47),这是这篇论文中没有说明的,是我从两篇论文的实验数据中发现的。这篇论文在另外两个任务上效果比Lu的好些,我觉得有可能是用了Faster RCNN的缘故。 除了这三个任务的实验对比,还加了图像检索,zero-shot关系检测(没有Lu的好),特征重要性分析的实验。实验也表明了关系检测任务对目标检测任务的准确率的提升,不过其实很少。
更多相关的可参考原论文。
思考:论文用TransE来表示关系空间中对象与predicate的关系,如何映射到关系空间,更好的表达对象的联系,甚至predicate间的关系,是值得研究的一个点。(比如结合语言先验等,因为我觉的它的效果其实应该比不上加了语言先验的)
这篇论文跟上一篇论文类似,都是将
思考:这也是篇关于投射对象和关系到另一空间的论文,不过任务稍有不同,效果也比上一篇好些。同上,embedding也是可研究的一个方向。
这篇论文使用场景图scene graph来建模图片中对象以及它们的关系,任务是生成场景图:
这篇论文的亮点就是利用上下文信息以及消息传递,迭代更新以更好地预测关系。这是一个在场景图层级上的新的预测关系的方式,其消息传递方法等都是可以改进的地方,甚至结合embedding。
这篇论文的主要贡献是使用因式分解的方法来得到信息先验(a factorization scheme that yields highly informative priors),也就是关系的先验分布,即两个object间的predicate分布。 这个分布是通过张量分解的方法得到,具体是: (1) 张量构建Tensorize :关系张量 , i, j是对象,k是关系,表示为关系k的矩阵 的堆叠,每一个值对象i, j在数据集中有关系k的次数。张量表示可以反映objects间的内在联系,关系分布等。
最后BP训练SG网络,θ设为. 在实验中,论文对比了Lu的Visual Relationship Detection with Language Priors,和Xu的Scene Graph Generation by Iterative Message Passing,都有较好的提升。
思考:这篇论文通过张量分解的方式来得到关系的先验分布,与论文Visual Relationship Detection with Language Priors用到的语言先验有着异曲同工之处,都是用predicate的先验分布来调整网络预测的关系,提升zero shot能力。 不过我认为这种直接相乘的调整方式是比较粗糙的,需要更好的方式来融合先验分布与视觉上预测的分布。
这是一篇用场景上下文信息和实体间的关系来改进目标检测的论文,举个被错误检测的例子说明上下文的作用:
这篇论文做的任务不是关系预测,而是利用关系来消歧关系中的相同类的对象,其实是根据关系元组,来定位对象的位置。比如下图中需要确定人踢球是图中的哪个人,在什么位置。
论文首先用attention到对象object/subject,然后用predicate的卷积核来进行注意力的shift,同时object和subject需要结合。
这又是李飞飞团队做的工作(他们团队做了很多relationship相关的工作,语言先验那篇,迭代消息传递那篇等),做的是语句生成图像,利用了场景图表示语句中对象间的关系/联系,一个很有趣的研究,应该是第一个使用场景图的图像生成尝试了。
Sentence一般包含多个对象,以及对象间关系的描述,是比较复杂的,从上图也可以看出,直接从语句到图像效果是很差的。但是当我们把语句解析为场景图,然后再生成图像,可以更好的生成图像表示对象间的关系。 具体做法大致是根据场景图做布局预测 (layout prediction) 预测对象的位置,最后结合噪声,用生成网络生成图像。具体细节这里就不啰嗦了,列一下最终效果吧。
可以看出,对象的位置基本位于正确的位置,不过生成的图像质量不是很高,所以还是有很大的改进空间的。
这篇论文是Arxiv上今年7月份的论文,利用图像中的对象间的关系和对象属性,做QA任务。关系挖掘根据图像和问题得到一系列相关的fact——关系,对象属性,然后再attention到需要的fact上,联合视觉特征最后得到最终answer。
思考:这种提取fact的方法为QA提供了高层的语义信息,也符合人的思维方式。相比于我之前调研过的方法( 一文带你了解VQA ),可以认为这是知识的补充,之前的方法有的是只有类,属性信息,或者是额外的文本形式的知识,本论文的方法多了关系的检测,且用一个网络来提取高层语义用于QA,相比直接做数据增强更具解释性。不过论文没有用到那个bottom-up attention,这是我觉得可以改进的地方。
至此,有关VIsual Ralationship的相关问题,方法大家应该有个大致的了解和收获。有什么问题和想法欢迎一起交流学习。
机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!
刍议智能机器人及其关键技术
【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。
【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制
一、机器人的定义
自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。
二、智能机器人关键技术
随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:
(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。
(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。
(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。
(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。
(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,等人论证了模糊系统的逼近特性,首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。
(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。
三、总结与展望
机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。
参 考 文 献
[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4
[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002
[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7
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ICCV论文是计算机视觉领域最高级别的会议论文。
计算机视觉是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟。它的主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息,就像人类和许多其他类生物每天所做的那样。
计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学,更进一步的说,就是是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉,并进一步做图形处理,使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。
CVPR录用标准
CVPR有着较为严苛的录用标准,会议整体的录取率通常不超过30%,而口头报告的论文比例更是不高于5%。而会议的组织方是一个循环的志愿群体,通常在某次会议召开的三年之前通过遴选产生。CVPR的审稿一般是双盲的,也就是说会议的审稿与投稿方均不知道对方的信息。
通常某一篇论文需要由三位审稿者进行审读。最后再由会议的领域主席(area chair)决定论文是否可被接收。
这样的主题论文还是比较好写的,首先必须要抓住论文的中心,确立文章的思想内涵,然后分几个不同的角度进行有效的论证。
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视觉关系识别/检测 任务不仅需要识别出图像中的物体以及他们的位置(detection),还要识别物体之间的关系(relationship)。例子如下图所示,输入为一张图片,输出为objects和bounding boxes,以及objects之间的关系,如
视觉关系识别是图像理解的基础,可以 应用 在
挑战:
这篇文章将整理与视觉关系相关的论文,并作简要的介绍。论文列表:
第一篇是比较经典的论文,提出了一个数据集VRD和一个结合语言先验的关系预测模型。
Visual Phrases只有13个类型,Scene Graph 有两万多关系,但是它平均每个对象只有大约2个谓词关系。除了这三个数据集,还有有名的 VIsual Genome 大数据集,包含99658张图片,19237个关系,标注了物体类型,位置,属性和物体间的关系(场景图),还有caption,qa。虽然数据量大了,但是数据集的标注还是会有一些没有被标注的,毕竟组合多。
思考:论文利用了语言先验word embedding,对预测起到了很大的帮助,但是先验知识可能会使得关系预测倾向于频繁的关系,而忽略了视觉方面的信息。一个解决方案是先预训练视觉模型。然而,真正合理的融合先验的方式我觉得不是简单的乘法(先验可能会误导),是一个思考的点。
**Motivation: **这篇论文的启发是来源于知识图谱中,使用转移向量(translation vector)来表示实体之间的关系(见 Trans系列的知识表示 )。在视觉关系中,通过将对象的视觉特征映射到低维的关系空间中,然后用对象间的转移向量来表示对象之间的关系,比如person+ride=bike。如下图所示:
所以为了让 能够接近 ,即相似,loss函数为
在实验中,单从在VRD数据集上的predicate预测,与上一篇论文Lu对比是没有提升的(44<47),这是这篇论文中没有说明的,是我从两篇论文的实验数据中发现的。这篇论文在另外两个任务上效果比Lu的好些,我觉得有可能是用了Faster RCNN的缘故。 除了这三个任务的实验对比,还加了图像检索,zero-shot关系检测(没有Lu的好),特征重要性分析的实验。实验也表明了关系检测任务对目标检测任务的准确率的提升,不过其实很少。
更多相关的可参考原论文。
思考:论文用TransE来表示关系空间中对象与predicate的关系,如何映射到关系空间,更好的表达对象的联系,甚至predicate间的关系,是值得研究的一个点。(比如结合语言先验等,因为我觉的它的效果其实应该比不上加了语言先验的)
这篇论文跟上一篇论文类似,都是将
思考:这也是篇关于投射对象和关系到另一空间的论文,不过任务稍有不同,效果也比上一篇好些。同上,embedding也是可研究的一个方向。
这篇论文使用场景图scene graph来建模图片中对象以及它们的关系,任务是生成场景图:
这篇论文的亮点就是利用上下文信息以及消息传递,迭代更新以更好地预测关系。这是一个在场景图层级上的新的预测关系的方式,其消息传递方法等都是可以改进的地方,甚至结合embedding。
这篇论文的主要贡献是使用因式分解的方法来得到信息先验(a factorization scheme that yields highly informative priors),也就是关系的先验分布,即两个object间的predicate分布。 这个分布是通过张量分解的方法得到,具体是: (1) 张量构建Tensorize :关系张量 , i, j是对象,k是关系,表示为关系k的矩阵 的堆叠,每一个值对象i, j在数据集中有关系k的次数。张量表示可以反映objects间的内在联系,关系分布等。
最后BP训练SG网络,θ设为. 在实验中,论文对比了Lu的Visual Relationship Detection with Language Priors,和Xu的Scene Graph Generation by Iterative Message Passing,都有较好的提升。
思考:这篇论文通过张量分解的方式来得到关系的先验分布,与论文Visual Relationship Detection with Language Priors用到的语言先验有着异曲同工之处,都是用predicate的先验分布来调整网络预测的关系,提升zero shot能力。 不过我认为这种直接相乘的调整方式是比较粗糙的,需要更好的方式来融合先验分布与视觉上预测的分布。
这是一篇用场景上下文信息和实体间的关系来改进目标检测的论文,举个被错误检测的例子说明上下文的作用:
这篇论文做的任务不是关系预测,而是利用关系来消歧关系中的相同类的对象,其实是根据关系元组,来定位对象的位置。比如下图中需要确定人踢球是图中的哪个人,在什么位置。
论文首先用attention到对象object/subject,然后用predicate的卷积核来进行注意力的shift,同时object和subject需要结合。
这又是李飞飞团队做的工作(他们团队做了很多relationship相关的工作,语言先验那篇,迭代消息传递那篇等),做的是语句生成图像,利用了场景图表示语句中对象间的关系/联系,一个很有趣的研究,应该是第一个使用场景图的图像生成尝试了。
Sentence一般包含多个对象,以及对象间关系的描述,是比较复杂的,从上图也可以看出,直接从语句到图像效果是很差的。但是当我们把语句解析为场景图,然后再生成图像,可以更好的生成图像表示对象间的关系。 具体做法大致是根据场景图做布局预测 (layout prediction) 预测对象的位置,最后结合噪声,用生成网络生成图像。具体细节这里就不啰嗦了,列一下最终效果吧。
可以看出,对象的位置基本位于正确的位置,不过生成的图像质量不是很高,所以还是有很大的改进空间的。
这篇论文是Arxiv上今年7月份的论文,利用图像中的对象间的关系和对象属性,做QA任务。关系挖掘根据图像和问题得到一系列相关的fact——关系,对象属性,然后再attention到需要的fact上,联合视觉特征最后得到最终answer。
思考:这种提取fact的方法为QA提供了高层的语义信息,也符合人的思维方式。相比于我之前调研过的方法( 一文带你了解VQA ),可以认为这是知识的补充,之前的方法有的是只有类,属性信息,或者是额外的文本形式的知识,本论文的方法多了关系的检测,且用一个网络来提取高层语义用于QA,相比直接做数据增强更具解释性。不过论文没有用到那个bottom-up attention,这是我觉得可以改进的地方。
至此,有关VIsual Ralationship的相关问题,方法大家应该有个大致的了解和收获。有什么问题和想法欢迎一起交流学习。
随着社会的发展,企业对物体质量要求越来越高,基于图像处理的标签质量检测系统越来越被人们所看重。然而,标签在生产过程中,由于受到生产机器精度等因素的影响,生产出来的标签有很多质量问题,比如:少印。因此标签缺陷检测越来越重要。本论文主要针对对标签视觉检测系统的软件算法设计,使检测图像与标准图像进行相减,从而提取出缺陷部分,解决标签少印的问题。整个少印缺陷的检测过程不需要人工进行费力的对比,此过程由软件自行处理,人们只需要对检测出的标签进行确认,实现人工与智能化的完美结合,保证标签质量的目的。
不管是导师还是读者,评判论文的第一感是先审核题目,选题是撰写论文的奠基工程,在一定程度上决定着论文的优劣。下面我给大家带来2021各方向硕士论文题目写作参考,希望能帮助到大家!
计算机硕士论文题目选题参考
1、基于特征提取的图像质量评价及计算机辅助诊断
2、多功能体育馆音质控制计算机仿真实例对比研究
3、中职计算机应用基础课游戏化学习软件的设计研究
4、基于图像的计算机物体识别研究
5、中职计算机生态课堂高效教学策略的实践性研究
6、基于计算机视觉的胶囊缺陷检测系统的设计与实现
7、计算机网络信息安全风险评估标准与 方法 研究
8、基于计算机视觉的表面缺陷检测及应用
9、擦窗机伸缩臂计算机辅助设计系统研究
10、基于乳腺癌计算机辅助诊断的病理图像分析
11、面向创新创业的民办高校计算机基础课程教学改革研究
12、中职学校计算机类课程作业提交与评价系统研究
13、基于物联网的计算机监控系统设计与开发
14、基于计算机视觉的皮革测配色研究
15、基于计算机视觉的杂草种子鉴别
16、基于计算机视觉的花卉分级系统研究
17、计算机辅助景观表现研究
18、基于计算机视觉的水面智能监控研究
19、计算机辅助飞机铆钉连接优化设计
20、非相似平台管理计算机的余度管理技术研究
21、基于图像形状特征量的计算机辅助肝硬化检测研究
22、乳腺肿瘤超声剪切波弹性图像的计算机辅助诊断
23、面向老龄用户的计算机界面交互模式研究
24、培养中职计算机网络专业学生综合实践能力的 措施 研究
25、基于动态部分可重构FPGA的计算机组成原理实验平台设计
26、三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计
27、基于中国虹计算机的文件管理系统设计与研究
28、计算机网络虚拟实验教学平台的设计与实现
29、基于计算机视觉的油菜生长过程自动识别研究
30、基于计算机视觉的火焰三维重建算法的研究
31、企业内网计算机终端软件补丁管理系统的研究与设计
32、治安监控中基于计算机视觉的异常行为检测技术研究
33、集成无线体域网穿戴式计算机设计
34、基于计算机视觉的疲劳驾驶检测技术研究
35、基于MRI的肝脏病变计算机辅助诊断
36、基于模糊认知图的计算机在线证据智能分析技术研究
37、基于录像分析的高职计算机微课设计的案例研究
38、动态可重构穿戴计算机软件平台的设计与实现
39、计算机视觉中可变特征目标检测的研究与应用
40、基于计算机视觉的单体猪喘气行为视频特征表达方法研究
41、基于计算机视觉的指针式电表校验的关键技术研究
42、基于计算机视觉的车牌识别系统的算法研究
43、乐山计算机学校学生管理系统设计与实现
44、基于计算机视觉微测量技术研究
45、基于计算机视觉的枸杞分级方法研究
46、基于计算机视觉的外膜厚度测量方法的研究
47、基于计算机视觉的车道偏离预警算法研究
48、节能监管计算机联网多参数计量控制系统
49、点状开发建设项目水土保持方案计算机辅助编制系统研发
50、大学计算机课程实验教学平台的设计与实现
51、肠癌计算机辅助识别算法的研究
52、计算机联锁安全关键软件可靠性设计
53、计算机视觉在织物疵点自动检测中的应用研究
54、数字水印技术在计算机辅助评卷系统中的应用研究
教育 硕士论文题目
1、帮助学生掌握数学解题策略的实验与研究
2、中学数学合情推理教学现状调查和分析
3、中小学数学估算的教与学
4、培养中专生数学应用能力的研究
5、中美高中课程标准下数学探究的比较研究
6、 高中数困生良好数学思维品质培养研究
7、高一学生数学概括能力培养的实验 研究
8、网络环境下高中数学教学模式研究
9、新课标下促进学生数学学习正迁移的研究
10、基于新课程的初中数学自主学习课堂教学的实践与研究
11、中学生对数学公式的记忆特点研究
12、TI-92技术在高中数学新课程算法教学中的应用
13、数学史在中学数学教育中的教学价值
14、在数学教学中,指导学生掌握数学学习策略的实践研究
15、全国高考试题与高中数学竞赛试题相关性研究
16、新课程下初中数学学习过程评价的实验与研究
17、职高《数学》课程探究性学习的实践研究
18、培养数学学习迁移能力的课堂教学策略
19、在高中数学学习中自我监控能力培养策略的研究
20、中专班《数学实验》选修课的研究与实践
21、初中生数学思维过程的研究及数学思维能力的培养
22、培养高中生数学直觉思维能力的途径
23、论现行初中数学课堂练习及单元测验的改革
24、网络环境下“中学数学实验课”教学设计与评价的实践研究
25、高一学生函数概念学习障碍及教学对策
26、师范生数学语言表达能力的实验研究
27、职业中学数学教学中融入数学史教学的实践研究
28、高中数学教学中小组合作学习的实践与研究
29、高中数学新课程《球面上的几何》的教学实验与研究
30、数学发现法教学的课堂实施研究
31、开展初中“ 反思 性数学学习”的研究与实践
32、初中数学新课程下小组合作学习的研究与实验
33、以“教学反思”为载体的小学数学教师培训的研究
34、技校兴趣缺乏型数困生的现状及教学研究
35、中学数学课堂探究式教学模式的理论和实践研究
36、数学交流探究
37、论数学课程的情感与态度目标
38、数学课堂探究性教学的理论与实践研究
39、中学数学教师评价研究
40、五年一贯制师范数学课程设置研究
41、 高二数学 优秀生与学困生的解题策略比较研究
42、建构主义及其观点下的《全日制义务教育数学课程标准》(初中部分)解析
43、新课程标准下弗赖登塔尔数学教学原则在我国小学及初中低年级数学教学中的应用构想
44、在高中数学教学中运用《几何画板》进行数学实验的探索与实践
45、数学历史名题作为研究性学习的开发与实验研究
46、普通高中几何课程体系实施研究
47、中学数学中非语言表征的应用研究
软件工程专业硕士论文题目
1、 城轨线网数据标准与数据库设计研究
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7、 某某后方仓库综合数据库管理系统设计与实现
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10、 PostgreSQL数据库中SSD缓存模块的设计与实现
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40、 地震预警地质构造条件数据库管理系统的设计与实现
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★ 硕士论文写作指导方法及要求
搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运,可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作,两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转,从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动;其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器,通过PLC内部程序输出不同的信号,从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作,可实现机械手的精确定位;其动作过程包括:下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退;其操作方式包括:回原位、手动、单步、单周期、连续;来满足生产中的各种操作要求。关键词:搬运机械手,可编程控制器(PLC),液压,电磁阀ABSTRACTWiththepopularityofindustrialautomationanddevelopment,thedemandforyear-on-yearincreaseofcontroller,handlingtheapplicationofrobotgraduallypopularity,mainlyintheautomotive,electronic,mechanicalprocessing,food,medicineandotherareasoftheproductionlineorcargotransport,wecanbemoregoodtosaveenergyandimprovethetransportefficiencyofequipmentorproducts,;conversionbysettingitsactioninvariousdifferentpartsofthetripswitch(SQ1---SQ9)generatedon-offsignaltransmissiontothePLCcontroller,throughthePLCinternaldifferentoutputsignal,whichdrivestheexternalcoiltocontrolthemotororsolenoidvalveshaveadifferentaction,therobotcanachieveprecisepositioning;theircourseofactioninclude:declineinclampingincreased,slowforward,fastforward,slowprogress,theextensionof,thedropin,relax,rise,slowback,rewind,slowback;itsoperation,including:Backinsitu,manual,single-step,singlecycle,continuous;(PLC),hydraulic,solenoidvalve目录前言………………………………………………………………………………….1第一章机械手的概况搬运机械手的应用简况…………………………………………………机械手的应用意义………………………………………………………机械手的发展概况………………………………………………………3第三章搬运机械手PLC控制系统设计搬运机械手结构及其动作………………………………………………搬运机械手系统硬件设计………………………………………………搬运机械手控制程序设计………………………………………………1操作面板及动作说明……………………………………………………2I/O分配…………………………………………………………………3梯形图的设计……………………………………………………………1)梯形图的总体设计……………………………………………………2)各部分梯形图的设计…………………………………………………3)绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………….附:语句表梯形图I/O接线图前言机械手:mechanicalhand,也被称为自动手,autohand能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。第一章机械手概况搬运机械手的应用简况在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效法,程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要法。但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。据资料介绍,美国生产的全部工业零件中,有75%是小批量生产;金属加工生产批量中有四分之三在50件以下,零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可看出,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面:1.热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动,很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率,和确保工人的人身安全,尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。2.冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用,成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用,成为机床、设备上下工序联接的重要于段。3.拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一,促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门,已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等,减轻了劳动强度,提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手,可用以对客车内部进行连续喷漆,以改善劳动条件,提高喷漆的质量和效率。近些年,随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用,工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。机械手的应用意义在机械工业中,机械手的应用意义可以概括如下:1.可以提高生产过程的自动化程度应用机械手,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中,以机械手代替人手进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3.可以减少人力,便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续地工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上,目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。综上所述,有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。机械手的发展概况与发展趋势机械手的发展概况专用机械手经过几十年的发展,如今已进入以通用机械手为标志的时代。由于通用机械手的应用和发展,进而促进了智能机器人的研制。智能机器人涉及的知识内容,不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识,而且还应用一些电子技术、电视技术、通讯技术、计算技术、无线电控制、仿生学和假肢工艺等,因此它是一项综合性较强的新技术。目前国内外对发展这一新技术都很重视,几十年来,这项技术的研究和发展一直比较活跃,设计在不断地修改,品种在不断地增加,应用领域也在不断地扩大。早在40年代,随着原子能工业的发展,已出现了模拟关节式的第一代机械手。50~60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。这种机械手也称第二代机械手。如尤尼曼特(Unimate)机械手即属于这种类型。60~70年代,又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上,亦即是第二代机械手这一新技术进入了应用阶段。80-90年代,装配机械手处于鼎盛时期,尤其是日本。90年代机械手在特殊用途上有较大的发展,除了在工业上广泛应用外,农、林、矿业、航天、海洋、文娱、体育、医疗、服务业、军事领域上有较大的应用。90年代以后,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机械手技术也得到飞速的多元化发展。总之,目前机械手的主要经历分为三代:第一代机械手主要是靠人工进行控制,控制方式为开环式,没有识别能力;改进的方向主要是将低成本和提高精度;第二代机械手设有电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把接收到的信息反馈,使机械手具有感觉机能;第三代机械手能独立完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性系统FMS(FlexibleManufacturingSystem)和柔性制造单元FMC(FlexibleManufacturingCell)中重要一环。机械手的发展趋势目前国内工业机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。因此,国内主要是逐步扩大机械手应用范围,重点发展铸锻、热处理方面的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件。在应用专用机械手的同时,相应地发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,以及适于不同类型的夹紧机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不用的典型部件,即可组成各种不同用途的机械手。既便于设计制造,又便于改换工作,扩大了应用的范围。同时要提高精度,减少冲击,定位精确,以更好地发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型,以及具有触觉、视觉等性能地机械手,并考虑于计算机联用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。在国外机械制造业中,工业机械手应用较多,发展较快。目前主要用于机床、模锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业中,它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作,但是还不具备任何传感反馈能力,不能应付外界的变化。如发生某些偏离时,就将引起零部件甚至机械手本身的损坏。为此,国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手,使其拥有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,做出相应的变更。如位置发生稍些偏差时,即能更正,并自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪(即距离传感器)以及卫星计算机。工作时,电视照相机将物体形象变成视频信号,然后传送给计算机,以便分析物体的种类、大小、颜色和方位,并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手先伸出手指寻找工件,通过装在手指内的压力敏感元件产生触感作用,然后伸向前方,抓住工件。手的抓力大小可通过装在手指内侧的压力敏感元件来控制,达到自动调整握力的大小。总之,随着传感技术的发展,机械手的装配作业的能力将进一步提高。到1995年,全世界约有50%的汽车由机械手装配。现今机械手的发展更主要的是将机械手和柔性制造系统以及柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。概况及在机械手中的应用1.可编程序控制器的应用和发展概况可编程序控制器(programmablecontroller),现在一般简称为PLC(programmablelogiccontroller),它是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业控制三大支柱之一。在可编程序控制器问世以前,工业控制领域中是继电器控制占主导地位。传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点,在工业生产中应用甚广。但是控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少,特别是由于它靠硬件连线构成系统,接线繁杂,当生产工艺或控制对象改变时,原有的接线刻控制盘(柜)就必须随之改变或更换,通用性和灵活性较差的应用概况PLC的应用领域非常广,并在迅速扩大,对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC,尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。按PLC的控制类型,其应用大致可分为以下几个方面。1).用于逻辑控制这是PLC最基本,也是最广泛的应用方面。用PLC取代继电器控制和顺序控制器控制。例如机床的电气控制、包装机械的控制、自动电梯控制等。2).用于模拟量控制PLC通过模拟量I/O模块,可实现模拟量和数字量之间转换,并对模拟量控制。3).用于机械加工中的数字控制现代PLC具有很强的数据处理功能,它可以与机械加工中的数字控制(NC)及计算机控制(CNC)紧密结合,实现数字控制。4).用于工业机器人控制5).用于多层分布式控制系统高功能的PLC具有较强的通信联通能力,可实现PLC与PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与上位机之间的通信。从而形成多层分布式控制系统或工厂自动化网络。的特点1).可靠性高、抗干扰能力强PLC能在恶劣的环境如电磁干扰、电源电压波动、机械振动、温度变化等中可靠地工作,PLC的平均无故障间隔时间高,日本三菱公司的F1系列PLC平均无故障时间间隔长达30万h,这是一般微机所不能比拟的。2).控制系统构成简单、通用性强由于PLC是采用软件编程来实现控制功能,对同一控制对象,当控制要求改变需改变控制系统的功能时,不必改变PLC的硬件设备,只需相应改变软件程序。3自上世纪六十年代,机械手被实现为一种产品后,对它的开发应用也在不断发展,利用机械手搬运物体、装配、切割、喷染等等,应用非常广泛。现在已经应用在了机械制造、冶金、化工、电力、采矿、建材、轻工、食品、环保等各行各业之中。比如:最典型的发展是生产者将此产品大量应用于卫生行业(全自动生化分析仪),从而实现了卫生检验中急需短时间、大量样品数据的要求,但在卫生领域的机械手因采用样品加单一酶试剂显色法,且采用滤光片结构设计,造成试剂价格昂贵,限制了产品市场的发展。随着技术的进步,机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。随着社会的快速发展,工业现场机械手的要求将越来越高,其技术也越来越成熟。机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作,如搬物、装配、切割、喷染等等,应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作,可以简化控制线路,节省成本,提高劳动生产率。图1是机械手搬运物品示意图。图1机械手搬物示意图图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。为使机械手动作准确,在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5,对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位,并发出动作到位的输入信号。传送带A上装有光电开关SP,用于检测传送带A上物品是否到位。机械手的起、停由图中的起动按钮SB1、停止按钮SB2控制。传送带A、B由电动机拖动。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由液压驱动,并分别由六个电磁阀来控制。2机械手的动作流程传送带B处于连续运行状态,故不需要用PLC控制。机械手及传送带C顺序动作的要求是:1)按下起动按钮SB1时,机械手系统工作。首先上升电磁阀通电,手臂上升,至上升限位开关动作;2)左转电磁阀通电,手臂左转,至左转限位开关动作;3)下降电磁阀通电,手臂下降,至下降限位开关动作;4)启动传送带A运行,由光电开关SP检测传送带A上有无物品送来,若检测到物品,则抓紧电磁阀通电,机械手抓紧,至抓紧限位开关动作;5)手臂再次上升,至上升限位开关再次动作;6)右转电磁阀通电,手臂右转,至右转限位开关动作;7)手臂再次下降,至下降限位开关再次动作;8)放松电磁阀通电,机械手松开手爪,经延时2秒后,完成一次搬运任务,然后重复循环以上过程。9)按下停止按钮SB2或断电时,机械手停止在现行工步上,重新起动时,机械手按停止前的动作继续工作。根据对机械手的顺序动作要求,可以画出时序图如图2所示。由时序图可作出图3所示的机械手动作流程图。图2机械手佛那故作布序图图3机械手动作流程图3PLC选型及其I/O点编号分配的选型由于机械手系统的输入/输出接点少,要求电气控制部分体积小,成本低,并能够用计算机对PLC进行监控和管理,故选用日本OMRON(立石)公司生产的多功能小型C20P主机。该机输入点为12,输出点为8。内部主要有:136个辅助继电器、16个特殊功能继电器、160个保持继电器、8个暂存继电器、48个定时/计数器、64个16位数据存贮器。点编号分配根据图3所示的机械手动作流程图,可以确定电气控制系统的I/O点分配,如表1所示。表1机械手控制I/O分配表根据图3流程图和表1的I/O分配表,可以编制出状态转移图如图4所示。图4机械手状态转移图4编程及程序运行用步进指令编程根据图4状态转移图,编制的步进梯形图程序如图5所示。图5中,“全部输出禁止”部分的作用是在停止时禁止全部输出,使机械手停止在现行的工步上;重新起动时又能从停止前的工步继续动作。在状态由HR010转移至HR000的条件中,增加了保持继电器的常闭触点,其作用是:当机械手工作在某一中间工步时,若PLC断电或停止运行,机械手停止在中间工步上。PLC复电或重新投入运行后,由于保持继电器HR具有状态断电保护的功能,因此在重新起动时,中有某一个是断开的,使得HR000不能置位,机械手只能从停止前被置位的保持继电器的后续工步继续动作。程序运行按下起动按钮SB1,输入点0000为ON,则作为互锁条件的辅助继电器1000为ON,互锁指令IL接通,IL与ILC之间的线圈正常工作,“全部输出禁止”解除。若(抓图1)常闭触点都为ON,保持继电器HR000接通,输出点0503使上升电磁阀得电,手臂上升。当手臂上升到位时,上升限位开关使输入点0005闭合,保持继电器HR001接通,HR000复位,输出点0501使左转电磁阀得电,手臂左转。以后每当一步动作到位,限位条件满足时,状态转移,进行下一工步动作。当状态转移到HR008为ON时,输出点0506使放松电磁阀得电,机械手放松,同时定时器TIM00计时。当计时2秒到,状态又转移到HR000,程序又重新从第一工步开始循环。停止时,按下停止按钮SB2,0001断开,辅助继电器1000为OFF,互锁指令断开,全部输出被禁止,但各保持继电器的状态是断电保护的,机械手停在现行的工步上。当重新按起动按钮时,互锁指令接通,停止前的输出被恢复,机械手继续在停止前某保持继电器为ON的工步动作。5结束语本文介绍了日本OMRON公司生产的C系列P型小型多功能PLC在机械手步进控制中的设计应用。说明了机械手的动作原理,设计要求,程序设计方法。本文介绍的程序已在实际生产中获得了成功的应用。