一、动态计算圆弧并面积算法的证明及改进（论文文献综述）
田峰[1]（2021）在《链轮毛刺检测方法与几何参数测量技术研究》文中研究表明近些年,基于机器视觉的检测技术逐渐成熟,其具备无损伤、高精度、高效率等优点,在零件的几何测量和缺陷检测中得到广泛应用。由于链轮毛刺位置的特殊性以及与周围环境的相似性,传统的图像处理方法对毛刺检测并不能取得很好的效果,故本文采用深度学习的方法对链轮的毛刺进行检测。由于直接针对链轮尺寸检测的研究相对较少,本文通过借鉴基于机器视觉的齿轮检测方法,实现了三排链轮几何参数的测量。研究的主要工作有:完成视觉检测平台的搭建,具体包括相机和镜头的选型、光源类型以及打光方式;对采集的图片进行了预处理操作,增强图片的质量并提高图片后续处理的速度;对图片进行畸变校正,降低镜头畸变对检测精度的影响。毛刺是链轮机械加工中不可避免的缺陷之一,本文基于YOLO v3框架改进了链轮毛刺检测算法。通过调整残差网络层数和优化网络结构的方法,使改进后网络的性能得到进一步优化,提高了检测效率。实验结果表明,与原YOLO v3网络相比,改进后的网络具有更高的检测精度,达到了 96.41%,比原v3网络提高了 0.73%;改进后的网络大小减少了 1/4,约为161M;改进后的网络检测速度比原v3网络提升了近2倍,达到了 0.42s/张。通过重复性检测实验,改进的网络对链轮毛刺的检测具有较稳定的性能。通过机器视觉的方法完成对链轮几何参数的测量。首先,通过掩膜法得到链轮的齿数;其次,利用优化的Hough圆检测算法得到两个端面的毂孔圆的直径和中心坐标;然后,采用改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法提取齿廓边缘,具体为先采用改进八邻域边缘跟踪进行粗定位,后采用Zernike矩进行精定位,再计算齿廓到毂孔圆中心点的距离,进而得到齿顶圆与齿根圆的大小;接着,通过最小二乘法拟合链轮齿槽圆弧并得到其中心坐标,进而计算出节距角;最后,随机采集20张图片,通过计算链轮的相关参数,并验证本测量系统的可靠性。实验结果表明,本测量结果符合链轮的检测要求。
杨丽婷[2]（2021）在《基于虚拟仿真的焊接机器人无碰撞路径及轨迹优化研究》文中认为随着工业生产线智能化水平的提升,焊接机器人被广泛用以提高生产效率。在实际生产过程中,焊接机器人不仅需要完成数量众多的焊点焊接任务,且还需尽可能的提高生产效率、减少能量消耗、运行平稳。因此,本文以焊接机器人为研究对象,对过给定路径点的焊接机器人最优运动轨迹展开深入研究。首先对白车身侧围结构和焊接机器人路径规划影响对象进行了研究,分析了制造资源、点焊工艺及资源整体布局对焊接机器人运动规划的影响。基于数字化工厂软件Process Designer对白车身侧围焊接线进行了工艺规划,得到了初始焊点焊接顺序,并结合实际参数对焊接机器人进行运动学分析,根据D-H参数在MATLAB中建立了焊接机器人运动学模型,利用MATLAB Robotic Toolbox完成了正逆运动学求解,为焊接机器人轨迹优化提供了必要的理论支持。接着,以焊接机器人最短焊接路径为切入点,通过将焊接机器人路径规划问题划为TSP问题求解,引入蚁群算法,通过大量的仿真实验,获得了算法中寻优能力较好的各参数取值范围,同时针对蚁群算法存在的收敛速度慢、易陷入局部最优解等缺点,引入了信息素更新策略和动态随机扰动策略对算法进行改进,并对改进蚁群算法进行仿真验证,通过将仿真结果与基本蚁群算法、引入单个改进策略的蚁群算法的仿真结果进行对比分析,证明了改进蚁群算法的可行性和有效性,为后续焊接机器人轨迹优化提供了最短焊接路径。其次,在焊接机器人最短焊接路径的基础上,即基于给定路径点,对焊接机器人进行时间最优轨迹规划,利用B样条曲线的特点,选择了三次B样条插值法进行焊接机器人轨迹规划,仿真得到的焊接机器人各关节角度、角速度和角加速度曲线连续且光滑,在运动学约束条件下,利用改进遗传算法对轨迹插值时间进行优化,仿真结果得出焊接机器人最优运行时间为96.3s,优化效率达到了25%,并使用三次B样条插值法构造了最优时间下的焊接机器人各关节轨迹图,仿真图形显示了所有关节的运动轨迹稳定且连续,实现了焊接机器人时间最优轨迹规划。然后,建立焊接时间最短,能耗最少的多目标优化函数,采用NSGA-Ⅱ算法求解焊接机器人多目标优化轨迹,在算法中引入了罚函数项来处理焊接机器人运动学约束,将多目标函数模型转换为了无约束的多目标函数模型,并建立了算法所需的适应度函数,仿真得到了Pareto最优解集,根据焊接任务需求选择了其中一组优化解,通过与时间最优算法结果相比,多目标优化算法在减少焊接机器人运行时间的同时也减少了其能量消耗。最后,在Process Designer构建的焊接生产线的工艺规划基础上,利用数字化工厂仿真软件Process Simulate搭建了焊接机器人点焊白车身侧围工件的虚拟仿真实验平台,建立了制造资源的运动模型,定义了焊接机器人的焊接任务,对算法规划的最优轨迹进行仿真验证,针对仿真中出现的碰撞干涉问题提出了解决方案,最终得到了一条无碰撞焊接路径,通过分析该路径下焊接机器人各关节运动曲线以及轨迹优化前后的仿真时序图可知,优化算法规划焊接机器人运行轨迹对实际加工有指导意义,有利于进一步优化现场实际生产的效率。
张震男[3]（2021）在《牵引系统路径规划与路径跟踪控制策略研究》文中提出
周喜悦[4]（2021）在《电力铁塔攀爬机器人的运动学及轨迹规划研究》文中指出
张震[5]（2021）在《矿山三维井巷模型快速构建与突水避灾路径优化仿真》文中提出
孙阳[6]（2021）在《基于机器视觉的机器人纸箱码垛关键技术研究》文中提出
施联宾[7]（2021）在《基于机器视觉的立井提升系统关键部件运行状态监测研究》文中研究指明
苑新伟[8]（2021）在《室内移动机器人混合路径规划方法研究》文中认为
孙超[9]（2021）在《基于进化算法的三维边坡稳定性分析》文中研究说明
孟祥慧[10]（2021）在《弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究》文中进行了进一步梳理材料的失效损伤和结构的破坏等问题是汽车工业界面对的重要难题之一。有限元方法（FEM）基于连续介质力学理论,要求位移场连续,难以处理非连续性问题。等几何分析（IGA）实现了CAD与CAE的统一,具有几何精确、精度高、收敛快等优点。由于等几何分析也是基于连续介质力学,同样不能有效解决裂纹扩展问题。扩展有限元（XFEM）和扩展等几何（XIGA）方法通过在传统有限元和等几何分析的逼近函数中加入附加函数来描述结构损伤,但是这种方式不能模拟裂纹的分支、交叉等问题。所以,需要一种有效的仿真算法,解决裂纹扩展等非连续性问题。近场动力学（PD）是基于积分方程的非局部理论仿真算法,能够有效解决断裂纹扩展、裂纹分叉等问题。由于断裂问题一般是动态的过程,一方面要求结果准确,另一方面还要兼顾效率。近场动力学计算效率低且存在边界效应,为提高近场动力学模型的计算效率、改善边界效应,需要将近场动力学理论和连续介质力学理论相结合。本文基于等几何分析和近场动力学相关理论,提出了弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合模型（IGA-PD）,为弹性平面域中的裂纹扩展问题提供了求解算法。该耦合方法简洁高效,能够在连续介质力学的框架下模拟裂纹损伤。本文工作如下:（1）提出基于力平衡的弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法。将近场动力学理论融入等几何分析中,并在等几何模型中引入了裂纹。耦合算法首先将等几何模型中的控制点设置近场动力学物质点,将断裂区域使用近场动力学模型进行描述,模型边界采用等几何方法描述。相比于近场动力学模型,耦合算法减少了计算量,并避免了边界效应。建立了静态以及动态求解算法,通过分片试验验证了耦合算法力平衡性。（2）提出基于等几何分析控制点网格的近场动力学节点处理算法。在耦合算法的基础上提出控制点体积划分方法以及近场动力学搜索范围修正、精确体积修正、形心修正方法,扩大了耦合算法的应用范围,使该耦合算法可以有效处理任意网格。（3）将该耦合算法应用到工程实例仿真。分析了混凝土的破坏、汽车车窗玻璃裂纹、电子器件的断裂扩展等问题,验证了IGA-PD耦合算法的实用价值。本算法在连续介质力学理论的框架下融合非局部理论,在精确几何模型上直接进行分析,具有省略网格划分、计算效率高等优点,能够解决裂纹扩展等非连续问题。
二、动态计算圆弧并面积算法的证明及改进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、动态计算圆弧并面积算法的证明及改进（论文提纲范文）
（1）链轮毛刺检测方法与几何参数测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外链轮检测研究现状 |
| 1.2.1 链轮毛刺检测 |
| 1.2.2 链轮的几何参数测量 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 链轮检测需求分析及视觉平台构建 |
| 2.1 链轮检测要求 |
| 2.2 视觉检测硬件平台 |
| 2.3 链轮图像预处理 |
| 2.4 相机标定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 链轮毛刺检测算法 |
| 3.1 YOLO系列目标检测算法 |
| 3.2 链轮毛刺检测算法模型 |
| 3.2.1 先验框数目K的确定 |
| 3.2.2 网络结构改进 |
| 3.3 实验准备和分析 |
| 3.3.1 数据集制作与环境配置 |
| 3.3.2 网络训练过程 |
| 3.3.3 网络评价指标 |
| 3.3.4 不同主干网络对比 |
| 3.4 链轮毛刺检测实验 |
| 3.4.1 实验结果分析 |
| 3.4.2 毛刺检测界面设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 链轮边缘提取和参数测量实验 |
| 4.1 链轮边缘提取算法 |
| 4.1.1 整像素提取 |
| 4.1.2 亚像素提取 |
| 4.1.3 本文改进算法 |
| 4.2 链轮基本参数获取 |
| 4.2.1 链轮的参数 |
| 4.2.2 链轮中心定位 |
| 4.2.3 齿数z的确定 |
| 4.2.4 节距角 |
| 4.3 链轮参数测量实验 |
| 4.3.1 测量结果 |
| 4.3.2 测量误差与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于虚拟仿真的焊接机器人无碰撞路径及轨迹优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究的背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 焊接机器人路径规划研究现状 |
| 1.2.2 焊接机器人轨迹规划研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 焊接机器人运动规划影响因素分析 |
| 2.1 白车身侧围结构 |
| 2.2 焊接机器人路径规划对象研究 |
| 2.2.1 制造资源的分析 |
| 2.2.2 点焊工艺分析 |
| 2.2.3 焊点的分析与规划 |
| 2.3 基于Process Designer的白车身侧围焊接线的工艺规划 |
| 2.3.1 Process Designer概述 |
| 2.3.2 制造特征信息建模 |
| 2.3.3 工艺信息建模 |
| 2.3.4 三维资源布局 |
| 2.4 焊接机器人运动学分析 |
| 2.4.1 DH参数建模 |
| 2.4.2 焊接机器人正运动学 |
| 2.4.3 焊接机器人逆运动学 |
| 2.5 基于MATLAB的焊接机器人运动学建模验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于改进蚁群算法的焊接机器人路径规划 |
| 3.1 路径规划问题描述 |
| 3.1.1 焊接路径分析 |
| 3.1.2 避障焊接路径策略 |
| 3.1.3 数学模型 |
| 3.2 蚁群算法概述 |
| 3.3 蚁群算法参数分析实验与选择 |
| 3.3.1 蚂蚁数量设计 |
| 3.3.2 信息素挥发系数的设计 |
| 3.3.3 期望启发因子设计 |
| 3.3.4 信息素启发因子的设计 |
| 3.4 蚁群优化算法的改进策略 |
| 3.4.1 信息素更新策略 |
| 3.4.2 动态随机扰动策略 |
| 3.5 改进蚁群算法的优化流程 |
| 3.6 基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于给定路径点的焊接机器人时间最优轨迹规划 |
| 4.1 时间优化函数 |
| 4.2 三次B样条曲线的机器人关节空间轨迹规划 |
| 4.2.1 三次B样条模型 |
| 4.2.2 反算控制点 |
| 4.2.3 关节参数计算 |
| 4.2.4 三次B样条轨迹规划仿真 |
| 4.3 基于改进遗传算法的最优时间轨迹优化 |
| 4.3.1 遗传算法原理概述 |
| 4.3.2 遗传算法的改进策略 |
| 4.3.3 改进算法的轨迹全局寻优过程 |
| 4.3.4 基于改进遗传算法的时间最优轨迹仿真 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 基于NSGA-Ⅱ算法的多目标轨迹优化 |
| 5.1 NSGA-Ⅱ算法原理 |
| 5.2 多目标轨迹优化模型 |
| 5.2.1 焊接机器人多目标优化函数 |
| 5.2.2 多目标函数的约束处理 |
| 5.2.3 NSGA-Ⅱ算法的参数设置 |
| 5.3 仿真结果与分析 |
| 5.4 多目标优化结果与时间最优结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于Process Simulate的焊接机器人轨迹仿真验证 |
| 6.1 Process Simulate焊接仿真结构 |
| 6.2 运动模型的建立 |
| 6.2.1 焊枪运动模型的建立 |
| 6.2.2 夹具运动模型的建立 |
| 6.3 机器人焊接过程仿真结果分析 |
| 6.3.1 焊接机器人碰撞分析 |
| 6.3.2 焊接机器人运动分析 |
| 6.3.3 焊接工位的仿真时间分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 等几何分析研究现状 |
| 1.2.2 近场动力学研究现状 |
| 1.2.3 近场动力学与连续介质力学耦合方法研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文组织架构 |
| 2 等几何分析与近场动力学理论基础 |
| 2.1 等几何分析基础 |
| 2.1.1 NURBS样条理论 |
| 2.1.2 细化方式 |
| 2.1.3 等几何分析列式 |
| 2.2 近场动力学基本理论 |
| 2.2.1 近场动力学键基模型简介 |
| 2.2.2 损伤程度 |
| 2.2.3 提高精度的方法 |
| 2.2.4 数值离散 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法 |
| 3.1 键基近场动力学平面刚度矩阵 |
| 3.2 耦合算法 |
| 3.2.1 定义模型的裂纹 |
| 3.2.2 耦合算法思路 |
| 3.3 求解算法 |
| 3.3.1 静态解法 |
| 3.3.2 动态解法 |
| 3.4 耦合算法计算效率和边界效应讨论 |
| 3.4.1 IGA-PD耦合算法效率讨论 |
| 3.4.2 IGA-PD耦合算法对边界效应的改善 |
| 3.5 等几何分析与键基近场动力学耦合数值算例分析 |
| 3.5.1 一维杆耦合分析 |
| 3.5.2 一维波传导问题 |
| 3.5.3 二维平面分片实验 |
| 3.5.4 带裂纹方板裂纹扩展 |
| 3.5.5 三点弯曲梁裂纹扩展 |
| 3.5.6 初始缺口板裂纹扩展分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 耦合算法中等几何分析控制网格处理算法 |
| 4.1 等几何控制点体积划分方法 |
| 4.2 近场动力学节点处理方法 |
| 4.3 非均匀控制网下的IGA-PD耦合算例分析 |
| 4.3.1 二维非均匀控制网分析 |
| 4.3.2 悬臂梁弯曲 |
| 4.3.3 圆环的弯曲 |
| 4.3.4 不同载荷下裂纹扩展分析 |
| 4.3.5 Kalthoff-Winkler冲击仿真 |
| 4.3.6 双边缺口板渐进本构裂纹扩展 |
| 4.3.7 含椭圆孔平板裂纹扩展 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 工程应用实例 |
| 5.1 混凝土材料仿真破坏 |
| 5.2 车窗玻璃的仿真破坏 |
| 5.3 电子器件的仿真破坏 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、动态计算圆弧并面积算法的证明及改进（论文参考文献）
- [1]链轮毛刺检测方法与几何参数测量技术研究[D]. 田峰. 扬州大学, 2021
- [2]基于虚拟仿真的焊接机器人无碰撞路径及轨迹优化研究[D]. 杨丽婷. 华东交通大学, 2021(01)
- [3]牵引系统路径规划与路径跟踪控制策略研究[D]. 张震男. 哈尔滨工程大学, 2021
- [4]电力铁塔攀爬机器人的运动学及轨迹规划研究[D]. 周喜悦. 湖北工业大学, 2021
- [5]矿山三维井巷模型快速构建与突水避灾路径优化仿真[D]. 张震. 华北科技学院, 2021
- [6]基于机器视觉的机器人纸箱码垛关键技术研究[D]. 孙阳. 山东理工大学, 2021
- [7]基于机器视觉的立井提升系统关键部件运行状态监测研究[D]. 施联宾. 中国矿业大学, 2021
- [8]室内移动机器人混合路径规划方法研究[D]. 苑新伟. 哈尔滨工程大学, 2021
- [9]基于进化算法的三维边坡稳定性分析[D]. 孙超. 绍兴文理学院, 2021
- [10]弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究[D]. 孟祥慧. 大连理工大学, 2021(01)