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      基于圖注意力的鑄件飛邊點云識別算法

      2022-02-09 02:05:02謝浩彬陳新度劉躍生
      計算機(jī)仿真 2022年12期
      關(guān)鍵詞:飛邊鑄件特征提取

      謝浩彬,陳新度,2,3,吳 磊,2,3,劉躍生

      (1. 廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,廣東廣州510006;2. 廣東工業(yè)大學(xué)廣東省計算機(jī)集成制造重點實驗室,廣東廣州 510006;3. 廣東工業(yè)大學(xué)省部共建精密電子制造技術(shù)與裝備國家重點實驗室,廣東廣州 510006)

      1 引言

      在現(xiàn)有鑄件打磨加工系統(tǒng)中,大部分采取特定夾具將鑄件固定,通過對準(zhǔn)基準(zhǔn)坐標(biāo),利用離線編程或者固定軌跡規(guī)劃,對鑄件進(jìn)行打磨加工,去除飛邊。采取這類加工方案的通常是大批量和尺寸類似的鑄件,而對于小批量、尺寸多變的鑄件加工,則需要設(shè)計多種夾具,提前進(jìn)行離線編程等工作,才能進(jìn)行打磨加工。

      2016年,Qi等人提出了直接面向無序點云識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架——Point-Net[1],其利用變換矩陣解決點云的空間旋轉(zhuǎn)不變性,以及對稱函數(shù)解決點云的無序性。2017年,Qi等人改進(jìn)并提出了Point-Net++[2],級聯(lián)嵌套了Point-Net單元,提升了網(wǎng)絡(luò)的局部表達(dá)能力和特征提取能力。自此,直接面向無序點云識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如雨后春筍,提出了許多基于Point-Net++神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變體框架,其中,主要有Point-CNN[3]、Point-SIFT[4]、GAC-Net[5]和Rand-LA-Net[6]等網(wǎng)絡(luò)。其中,GAC-Net專注于圖注意力機(jī)制,對點云鄰域信息比較敏感,可以在邊緣分割達(dá)到較好的效果[8],因此,本文提出一種GAC-Net的鑄件飛邊識別算法,通過提取鑄件飛邊點云信息,輸入機(jī)器人系統(tǒng),有助于機(jī)器人對加工軌跡進(jìn)行自動規(guī)劃,從而實現(xiàn)鑄件飛邊的自適應(yīng)打磨操作。

      2 問題分析

      圖1 本文算法框架

      本文研究的直接對象是鑄件,目的是尋找出鑄件的飛邊空間信息,為機(jī)器人打磨系統(tǒng)提供視覺引導(dǎo),減少人工參與的過程,提高生產(chǎn)制造的智能化程度。

      2.1 飛邊點云特性

      在鑄件鑄造成型過程中,因上下模合模處存在空隙,在分型面形成厚度、大小、形狀隨機(jī)的片狀飛邊,具有如下特征。

      首先,一般飛邊的面積在整個鑄件點云中比例較小,通常僅有2%,而GAC-Net模型使用了采樣均勻的最遠(yuǎn)點采樣算法,有可能在降采樣過程中丟失飛邊點云,不利于飛邊的分割,因此需要改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的降采樣方式,使其可以根據(jù)特征進(jìn)行選取采樣點,令網(wǎng)絡(luò)朝著分割精度提高的效果進(jìn)行采樣。其次,本文的直接處理對象是三維點云,GAC-Net模型使用了圖注意力的方式聚合了鄰域信息,為進(jìn)一步提高點云的特征提取能力,應(yīng)引入成熟的二維卷積,因此,需要解決點云的無序性,才能將二維卷積應(yīng)用于點云深度模型。最后,在GAC-Net模型中,上采樣過程采用線性插值的方式,僅僅獲取了局部信息,因此,在上采樣過程中,必須提高網(wǎng)絡(luò)的感受野,融合局部和全局信息,讓網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)飛邊與整體的關(guān)聯(lián)進(jìn)行識別。

      2.2 飛邊分割

      本文的任務(wù)是對鑄件的點云模型進(jìn)行識別,通過構(gòu)建深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,實現(xiàn)對鑄件點云的分割。算法的輸入是鑄件的點云模型,輸出是點云模型中每個點的語義類別,包括地面、鑄件和飛邊。其中,飛邊信息用于機(jī)器人對加工軌跡進(jìn)行規(guī)劃,地面和鑄件信息用于對規(guī)劃過程中添加約束。

      3 模型框架

      本文算法框架和核心模塊如圖1和圖2所示,其中,如圖2所示,對圖注意力卷積GAC模型進(jìn)行改進(jìn),利用提出的對稱函數(shù)激活和最遠(yuǎn)點采樣融合算法進(jìn)行采樣,提高網(wǎng)絡(luò)采樣過程的針對性,同時,將GAC獲取的特征融合采樣過程產(chǎn)生的全局特征和排列不變卷積特征,構(gòu)造M-X-GAC模塊,提高網(wǎng)絡(luò)的特征豐富度,其輸入與輸出均為每一層點云P(N*C,N為點云的數(shù)量,C是點云的坐標(biāo)空間x,y,z)及對應(yīng)特征F(N*D,D是點云的特征維度)、采樣過程產(chǎn)生的全局特征。將GAC-Net中的上采樣過程融合全局特征,構(gòu)造局部-全局特征提取模塊L-NL進(jìn)行上采樣,最終,將采樣過程中最大化的特征與最終特征進(jìn)行融合,經(jīng)過多層感知機(jī)(MLP),得到最終的預(yù)測結(jié)果。其中,MAX-FPS、M-X-GAC和L-NL模塊的詳細(xì)描述參見第4節(jié)。整體網(wǎng)絡(luò)框架如圖1所示,輸入是數(shù)量為N的點云,包含空間坐標(biāo)C及其初始特征D0(法向量、色彩和強(qiáng)度值等),本文算法輸入為點云的坐標(biāo)點,屬于基于點的語義分割網(wǎng)絡(luò),輸出為每個點云所屬的K種類別。整體架構(gòu)呈現(xiàn)U-Net[7]的編碼-解碼框架,利用多個M-X-GAC模塊迭代地對點云進(jìn)行降采樣的同時,提高網(wǎng)絡(luò)的特征維度,再結(jié)合前一層的信息,進(jìn)行上采樣,將點云的數(shù)量上采樣至輸入點云的數(shù)量,將降采樣過程產(chǎn)生的S維全局特征Fpn-max復(fù)制N份并進(jìn)行特征融合,最終經(jīng)過多層感知機(jī),得到每一個點的預(yù)測結(jié)果,實現(xiàn)點云的語義分割。

      圖2 M-X-GAC模塊

      4 算法原理及實現(xiàn)

      本文算法主要通過提高采樣層的自適應(yīng)能力,以及對圖注意力卷積GAC改進(jìn)來提高特征提取能力,同時結(jié)合局部與全局信息進(jìn)行上采樣,以下對各模塊進(jìn)行分析。

      4.1 MAX-FPS模塊

      圖3 MAX-FPS原理圖

      在GAC-Net中,采用最遠(yuǎn)點采樣的方式對點云進(jìn)行降采樣,然而,在鑄件飛邊點云分割任務(wù)中,飛邊點云的數(shù)量占比較少,若采用最遠(yuǎn)點采樣,雖然可以保持整體的均勻性,但是飛邊點云的數(shù)量可能較少,甚至由于最遠(yuǎn)點采樣的隨機(jī)性,無法獲得飛邊點云,因此,需要尋找一種更具有針對性和更具有代表性的點作為采樣點。受Point-Net利用對稱函數(shù)(MAX)的啟發(fā),其克服了點云的無序性,通過激活點云中具有代表性的點的特征值,達(dá)到對點云的整體識別。并且,在對抗-攻擊領(lǐng)域中,將最大化激活處的點云進(jìn)行隨機(jī)偏移或者刪除,大大降低了原始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能[8]。綜上,可以看出最大值激活有助于選取點云中具有代表性的點,因此,本文提出一種基于最大化激活的最遠(yuǎn)點采樣算法(MAX-FPS),其算法流程圖和原理圖如圖3和算法1所示,輸入為輸入點PL以及對應(yīng)的特征FL,輸出為采樣點PL+1及對應(yīng)的特征FL+1、中間特征Fpn以及最大化后的特征Fpn-max。首先,將輸入點通過多層感知機(jī)進(jìn)行特征升維,然后,利用最大值函數(shù),取得激活處的點,再利用最遠(yuǎn)點采樣算法對采樣點進(jìn)行補(bǔ)充,得到最終采樣的點,同時,輸出經(jīng)過索引后的中間特征Fpn以及最大化后的特征Fpn-max,將特征融入后續(xù)特征,利用反向傳播,讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到更有利于點云識別的激活點。

      算法1:MAX-FPS算法

      輸入:PL,F(xiàn)L

      輸出:PL+1,F(xiàn)L+1,F(xiàn)pn,F(xiàn)pn-max采樣點及對應(yīng)特征

      1)Fpn=MLPU(PL) 對輸入點進(jìn)行特征升維

      2)Fpn-max,idxs=max(Fpn) 對Fpn取最大值

      3)PL+1,idx=FPS(PL,idxs) 利用最遠(yuǎn)點算法對采樣點進(jìn)行擴(kuò)充

      4)FL+1=index(FL,idx) 根據(jù)索引進(jìn)行特征選取

      5)Fpn=index(MLPD(Fpn),idx) 先降維,根據(jù)索引進(jìn)行特征選取

      4.2 M-X-GAC模塊

      GAC-Net將圖注意力的思想應(yīng)用到點云的識別中,引入注意力機(jī)制,提高點云對鄰近點的敏感性能,對有利于點云識別的鄰近點給予較大權(quán)重,對點云識別無作用的點給予較小權(quán)重,權(quán)重的選取由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中反向傳播自動確定最佳參數(shù)。因此,點云中每個點的“視野”來自有利于自身分類的鄰近點云,因此有利于點云的分類識別。如圖4所示,GAC首先輸出權(quán)重矩陣,再將其應(yīng)用于鄰近點,進(jìn)行特征聚合,實現(xiàn)特征的升維,其整體算法流程如算法2所示,輸入為采樣點p、鄰近點P、采樣點特征f和鄰近點特征F,輸出為采樣點特征fp。由于其對于鄰近點的可選擇性,相當(dāng)于實現(xiàn)了卷積的可變性性,這對于局部特征識別具有重大作用,因此,GAC模塊可提高網(wǎng)絡(luò)的性能,從而提高整體網(wǎng)絡(luò)的分類性能。

      圖4 GAC模塊

      算法2:GAC算法輸入:p,P,f,F(xiàn)

      輸出:fp領(lǐng)域點聚合后的特征

      1)P′=P-p 坐標(biāo)歸一化

      2)F′=MLPg(F-f) 特征相似度度量

      3)α=Softmax(MLPα(P′‖F(xiàn)′)) 計算臨近點權(quán)重

      4)fp=∑~α*F′+b 聚合鄰域特征

      雖然GAC可以增強(qiáng)點云對其領(lǐng)域信息的敏感性,但是無法解決點云的無序性,無法進(jìn)行二維卷積,受Point-CNN啟發(fā),通過構(gòu)造變換矩陣,從而消除點云無序性與不規(guī)則性對點云卷積造成的結(jié)果不一致性,從而可以對點云進(jìn)行普通卷積。排列不變卷積X-Conv算法原理如算法3所示,輸入為卷積核K、采樣中心點p、鄰近點P和特征f,輸出為采樣點新的特征。本文X-Conv將應(yīng)用于此,解決點云的無序性,提高網(wǎng)絡(luò)的特征提取能力。

      算法3:Х-Conv算法

      輸入:K,p,P,F(xiàn)

      輸出:Fp領(lǐng)域點聚合后的特征

      1) P′=P-p 坐標(biāo)歸一化

      2) Fδ=MLPδ(P′) 逐點提取領(lǐng)域特征

      3: F*=[Fδ,F(xiàn)] 將原始特征與提取的特征拼接

      4: χ=MLP(P′) 學(xué)習(xí)χ-變換矩陣

      5: Fχ=χ x F*利用χ-變換矩陣對特征進(jìn)行重排列

      6: Fp=Conv(K,F(xiàn)χ) 常規(guī)卷積

      在GAC-Net中,對點云進(jìn)行降采樣時,采用最遠(yuǎn)點采樣算法,該算法可以保持點云的均勻性,但是,由于鑄件中飛邊點云的數(shù)量占比少,造成飛邊采樣點較少,因此,將采樣方式替換為本文提出的MAX-FPS采樣方法,讓網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)分割結(jié)果動態(tài)選取采樣點,使網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中朝著分割精度提高的方向發(fā)展。

      如圖2所示,本文將GAC中的采樣模塊替換MAX-FPS,并且,融合排列不變卷積信息,提出了M-X-GAC模塊,該模塊實現(xiàn)對點云的降采樣以及特征的提取。首先,利用本文提出的MAX-FPS對點云進(jìn)行降采樣的同時,獲取局部特征Fpn和全局特征Fpn-max。然后,在原有GAC對點云進(jìn)行特征提取FG的基礎(chǔ)上,融合X-Conv信息FX和Fpn,實現(xiàn)對點云的特征提取。M-X-GAC模塊的整體過程如算法4所示。

      算法4:M-X-GAC算法

      輸入:PL,F(xiàn)L,F(xiàn)pn-max-L

      輸出:PL+1,F(xiàn)L+1,F(xiàn)pn-max-L+1

      點及特征

      1: PL+1,F(xiàn)L+1,F(xiàn)pn,F(xiàn)pn-max-L+1=MAX-FPS(PL,F(xiàn)L,F(xiàn)pn-max-L)

      降采樣

      2: FX-L+1=X-Conv(PL+1,F(xiàn)L+1)

      X特征

      3: FG-L+1=GAC(PL+1,F(xiàn)L+1)

      GAC特征

      4: FL+1=concat(FX-L+1,F(xiàn)G-L+1,F(xiàn)pn)

      融合特征

      4.3 L-NL上采樣模塊

      在GAC-Net中,對點云進(jìn)行上采樣時,采用了距離插值[2]的方式對點進(jìn)行特征獲取,僅僅考慮了領(lǐng)域的信息,即局部特征,極大地限制了特征獲取的視野。受Point-ASNL[9]的啟發(fā),通過計算查詢點與輸入點的權(quán)重矩陣,對輸入點進(jìn)行升維,將特征聚合到查詢的每個點,可獲得全局特征。因此,本文將全局特征NL(None-Local)與距離插值獲得的局部特征L(Local)進(jìn)行融合,構(gòu)造L-NL上采樣模塊,擴(kuò)大點云獲取特征的視野。如圖5所示,L-NL上采樣模塊分為兩條路線,首先,利用距離加權(quán)方式得到上采樣后的局部特征,并進(jìn)行特征升維,同時,利用采樣點及特征和初始點及特征獲取全局特征。L-NL整體算法如算法5所示,輸入為輸入點坐標(biāo)PL、采樣點坐標(biāo)PL+1、輸入點特征FL和采樣點特征FL+1,輸出為采樣點新特征。本文利用L-NL進(jìn)行上采樣,有利于提高網(wǎng)絡(luò)對局部與全局信息的融合。

      圖5 L-NL模塊

      算法5:L-NL算法

      輸入:PL,PL+1,F(xiàn)L,F(xiàn)L+1

      1)Fmid-L=Interpolation

      (PL,PL+1,F(xiàn)L,F(xiàn)L+1) 利用插值獲取局部特征

      2)α=softmax(MLPq(FL+1)*MLPk1(FL)T)

      獲得權(quán)重矩陣

      3)Fmid-NL=MLPout(α*MLPk2(FL)) 獲得全局特征

      5 實驗與分析

      5.1 數(shù)據(jù)集制作

      為了驗證本文提出的算法在鑄件飛邊分割任務(wù)中的有效性,通過仿真建模多個不同的鑄件模型,共42個鑄件模型,每個零件隨機(jī)采集12份點云,獲得504份點云,再利用點云標(biāo)注軟件對點云進(jìn)行標(biāo)注。將504份點云按照5:1分為訓(xùn)練集與測試集。點云包含的類別分為地面、鑄件和飛邊。

      5.2 評價指標(biāo)

      點云語義分割任務(wù)中,常用的評價指標(biāo)有整體準(zhǔn)確率、類別平均準(zhǔn)確率、整體交并比和類別平均交并比。由于本文任務(wù)是飛邊點云分割,而飛邊類別的點云個數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鑄件與地面的點云個數(shù),因此,本文采用類別平均交并比和飛邊交并比,從而更好地評價點云分割的效果。對于類別i,其交并比的計算公式如公式(1)所示,其中TP指標(biāo)簽與預(yù)測均為類別i的總數(shù)量,F(xiàn)P指預(yù)測為類別i而標(biāo)簽不是類別i的總數(shù)量,F(xiàn)N指標(biāo)簽為i而預(yù)測不為i的總數(shù)量,交并比可以衡量類別之間預(yù)測整體準(zhǔn)確度。本文采用公式(2)的平均交并比作為評價指標(biāo),即取所有類別的交并比平均值。

      (1)

      (2)

      5.3 參數(shù)設(shè)置

      本文在對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時,在線對點云進(jìn)行隨機(jī)旋轉(zhuǎn)(繞z軸)、隨機(jī)拉伸和小范圍隨機(jī)平移。同時,由于飛邊存在于零件的周圍,因此對飛邊進(jìn)行z軸方向的隨機(jī)平移,豐富樣本的多樣性,有利于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征學(xué)習(xí)。

      本文算法框架每一層中降采樣的個數(shù),特征的維度設(shè)置,如表1所示,其中,N為每一層采樣的個數(shù),K為點的領(lǐng)域點個數(shù),F(xiàn)為輸出特征的維度,SA為特征提取-降采樣層,F(xiàn)P為上采樣層。

      表1 網(wǎng)絡(luò)框架參數(shù)設(shè)置

      圖7 鑄件點云分割結(jié)果

      進(jìn)行實驗的計算機(jī),采用Intel(R) Core(TM) i5-9400F CPU

      2.90GHz芯片和NVIDIA GeForce RTX 2060顯卡。采用軟件環(huán)境為win10系統(tǒng),編程語言采用python3.7,采用pytorch深度學(xué)習(xí)框架進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,CUDA版本為10.1,CUDNN版本為7.6.5。小批次數(shù)量設(shè)置為4,訓(xùn)練過程為250個周期,初始學(xué)習(xí)率為0.001,每20個周期衰減至原有的0.7,采用Adam優(yōu)化器進(jìn)行訓(xùn)練,利用交叉熵?fù)p失CrossEntropy-Loss作為損失函數(shù),利用梯度下降及反向傳播更新網(wǎng)絡(luò)參數(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)特征。

      5.4 飛邊點云分割實驗

      通過訓(xùn)練,如圖6所示,訓(xùn)練過程中的訓(xùn)練集的損失loss與測試集的m-IOU分別呈現(xiàn)下降與上升,m-IOU達(dá)到97.80%,達(dá)到了工業(yè)要求。同時,本文進(jìn)行了對比實驗,在同樣的硬件和軟件條件下,將傳統(tǒng)的基于全局特征的Point-Net和最新的基于局部特征與全局特征的Point-CNN、GAC-Net、Point-ASNL網(wǎng)絡(luò)框架作為對比實驗,并對分割結(jié)果進(jìn)行可視化,如圖7所示,可見,傳統(tǒng)的基于全局特征的Point-Net算法的分割結(jié)果并不理想,在鑄件表面的點云被誤分為飛邊,即使在引入局部特征的GAC-Net和Point-CNN在飛邊與鑄件的過度面(圖中方法處)分割亦存在差錯,導(dǎo)致飛邊的IOU比較低,會對后續(xù)機(jī)器人打磨加工造成一定的影響,而本文提出的算法,在過度面處分割效果較好,論證了本文算法的有效性,具體實驗結(jié)果如表2所示。

      表2 點云分割對比實驗結(jié)果

      圖6 Loss與m-IOU變化值

      為論證本文提出的各模塊算法的有效性,因此進(jìn)行消融實驗,其實驗結(jié)果如表3所示。其中,實驗1表示采用最原始的GAC-Net,實驗2表示融入排列不變性卷積X-Conv信息,實驗3將全局信息融入上采樣方式中,實驗4表示將原始的最遠(yuǎn)點采樣點替換為本文提出的MAX-FPS算法。

      表3 消融實驗

      由于本文算法應(yīng)用于機(jī)器人打磨打工中的視覺引導(dǎo),需要對其計算效率進(jìn)行分析。采用如4.3節(jié)中所述的硬件實驗條件,模擬實際加工過程中運(yùn)算過程(即小批次數(shù)量設(shè)置為1),計算算法在預(yù)測過程中的幀速率(FPS,幀/秒)、模型參數(shù)和每秒浮點運(yùn)算次數(shù)(FLOP)。實驗結(jié)果如表4所示。

      表4 點云分割效率

      5.5 討論與分析

      分析圖6可知,網(wǎng)絡(luò)前期loss下降速度很快,這是由于地面與鑄件的分割較為容易,因此損失值迅速下降,后期訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)主要集中學(xué)習(xí)飛邊與鑄件的分割,因為飛邊與鑄件有著直接的聯(lián)系,辨別分割飛邊與鑄件成為了網(wǎng)絡(luò)的后期主要任務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)對飛邊的正確分割,可以看到測試集上m-IOU呈現(xiàn)上升狀態(tài),證明本文算法的有效性。

      分析表2可知,本文提出的算法在鑄件飛邊點云分割的任務(wù)達(dá)到了最優(yōu)效果,m-IOU達(dá)到97.80%,比GAC-Net算法效果高出5.34%,飛邊IOU達(dá)到95.59%,而傳統(tǒng)的基于全局特征的Point-Net算法的飛邊識別IOU僅有77.13%,本文算法相較其高出18.46%,論證了本文算法的有效性和實用性。

      分析表3可知,融入排列不變卷積信息后,分割結(jié)果m-IOU較原始的GAC-Net上升了3.9%,說明其可以更近一步地提取經(jīng)過圖注意力卷積后的特征,有利于提升網(wǎng)絡(luò)的特征提取能力。將全局特征融入上采樣過程中,其m-IOU進(jìn)一步提升了1.3%,說明采用局部信息進(jìn)行上采樣,其特征提取能力較差,需要全局信息對其進(jìn)行彌補(bǔ)。采用對稱函數(shù)激活的最遠(yuǎn)點采樣方法,其分割結(jié)果m-IOU比僅采用最遠(yuǎn)點采樣方法高出0.14%,飛邊-IOU高出0.22%,這是由于最遠(yuǎn)點采樣僅僅關(guān)注降采樣的均勻性,而忽略了飛邊點云較少的問題,而采用對稱函數(shù)激活的最遠(yuǎn)點采樣方法,可根據(jù)分割結(jié)果和梯度下降反向傳播,動態(tài)地調(diào)整采樣過程,使采樣朝著分割精度提升的方向行走,因而更精確的分割結(jié)果,說明了MAX-FPS算法的有效性。

      分析表4可知,本文提出的算法在時間消耗上與Point-CNN等算法相差不大,并且運(yùn)算的幀速率達(dá)到6幀/秒,即完成每次分割僅僅需要0.17秒,同時,參數(shù)量和FLOP在本實驗硬件條件下均得到滿足,不會出現(xiàn)內(nèi)存爆炸和運(yùn)算量不足的問題。本文在引入多個模塊的同時,能保持高效的運(yùn)算效率,主要原因是各個模塊之間存在信息復(fù)用(如采樣點和鄰近點等)。在實際應(yīng)用過程中,僅需要在初始進(jìn)行鑄件飛邊識別,將識別結(jié)果進(jìn)行保存,即可為后續(xù)加工提供視覺引導(dǎo),因此本文算法具有實用性。

      6 總結(jié)

      本文針對傳統(tǒng)鑄件飛邊打磨過程中零件放置固定、夾具要求高和需要人工前期示教或離線編程等局限性,提出了一種基于圖注意力的鑄件飛邊點云識別算法,對GAC-Net模型進(jìn)行改進(jìn),融合了對無序點云具有較強(qiáng)處理能力的排列不變性卷積模塊,提出結(jié)合最大化激活的最遠(yuǎn)點采樣算法,以及采用結(jié)合局部特征與全局特征的方式進(jìn)行上采樣,構(gòu)建了一種鑄件點云語義分割框架。實驗表明,本文算法優(yōu)于Point-Net和GAC-Net等算法,通過消融實驗論證本文算法對于GAC-Net算法改進(jìn)的有效性。

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