本發明屬于柔性裝夾控制領域，特別涉及一種自動識別柔性裝夾控制方法及系統。

背景技術：

1、隨著柔性化制造系統的進一步發展，中小結構件的生產逐漸從大批量生產轉變為小批量生產，生產周期縮短，零件生產也從大批量生產逐漸變化為根據需求量生產。這種變化使得生產精密小件的單位生產工作難度加大，也不便于單位的管理。柔性制造技術因其靈活性和高效率逐漸成為工程或系統的基礎。

2、柔性裝夾技術能夠迅速而方便地裝備新產品的投產，縮短生產準備周期，降低生產成本。同時，它能夠裝夾一組具有相似性特征的工件，適用于精密加工的高精度機床夾具，以及適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具。

3、然而，針對目前的生產，柔性裝夾技術能涵蓋夾持的零件仍然較少，面對大量不同的產品時需要人工干預，對夾持裝置進行多次設定，降低了生產效率，因此，亟待設計一種人工干預更少、效率更高的方法及系統。

技術實現思路

1、發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種自動識別柔性裝夾控制方法及系統，通過引入自動識別技術，設計了柔性裝夾控制方法及系統，同時增加結果修正模塊，設計了自動調整修正過程中閾值的方法，實現了對識別結果的自動修正，提升了識別準確性，降低了整個柔性夾持過程中的人為干預，提升了自動化程度，提升了生產效率。

2、技術方案：為了實現上述目的，本發明提供了一種自動識別柔性裝夾控制方法，包括如下步驟：首先，定位采集，所述定位采集通過單目相機拍攝實時圖像；接著，圖像處理，所述圖像處理將實時圖像進行預處理，得到當次識別圖像；然后，圖像識別，所述圖像識別接入目標識別接口對當次識別圖像進行目標識別，得出夾持產品類別和當次識別圖像的特征矩陣，同時識別次數加一；最后，結果修正，所述結果修正根據圖像識別得出的夾持產品類別，從本地數據中提取對應產品圖像的特征矩陣，將對應產品圖像的特征矩陣與當次識別圖像的特征矩陣進行相似度計算；

3、進一步的，所述相似度計算結果若小于初始設定的閾值，則從本地數據中提取信息，得到動作信號，并將識別次數歸零，同時將閾值調整為初始值；若識別次數達到閾值調整次數，則自動調整閾值，并跳轉至s3)圖像識別，進行重新識別；若識別次數達到超時設定值，則跳過該產品；否則跳轉至s3)圖像識別，進行重新識別。設定自動調整閾值方法，保證閾值會隨著識別次數增加而增大，更符合實際操作；同時設定了超時判斷，若超時則結束識別，防止多次識別浪費時間，避免降低生產效率。

4、進一步的，所述s4)中的相似度計算采用均方誤差mse，公式如下：

5、

6、其中，xi和yi分別為兩個特征矩陣中對應元素的值，n為特征矩陣中元素的總數。均方誤差mse提供了一個明確的量化標準來衡量圖像之間的相似度，mse值越小，說明兩幅圖像越相似，這使得結果易于比較和分析。

7、進一步的，所述s401)中的閾值為a，a的自動調整策略如下式：

8、

9、其中，e為自然底數，mse為當次s4)結果修正中計算出的均方誤差值。設定了自動調節閾值的方法，提升了工作效率的同時有效降低了誤差的產生。

10、進一步的，所述s401)中的閾值調整次數包含第一識別次數和第二識別次數；所述第一識別次數為n，第二識別次數為m，m＝2*n。設定了兩次識別次數的判斷，若兩次調整閾值后均方誤差mse值仍然不能在閾值范圍內(小于閾值)，則不用再次調整閾值，等到識別次數達到超時設定值結束本次識別。

11、進一步的，所述s3)中的目標識別接口，采用yolov8模型api接口。yolov8采用了如殘差連接和注意力機制等技術，減少了信息丟失的同時，提升了模型性能，保持了較低的計算負擔；同時與darknet和pytorch框架兼容，方便部署與使用。

12、進一步的，所述s2)中圖像處理操作包括裁剪與灰度化，將實時圖像處理為當次識別圖像。裁剪將圖像裁剪為目標識別接口可以支持的輸入尺寸；同時灰度化將彩色圖像轉換為灰度圖像，減少數據量，簡化處理過程。

13、進一步的，所述s4)中的本地數據包括產品類別、各產品的特征矩陣和各產品的夾持方式；所述各產品的特征矩陣通過目標識別接口對各產品進行提前獲取。提前獲取產品類別、各產品的特征矩陣和各產品的夾持方式并保存為本地數據，減少了作業過程中人工的干預，提升了自動化程度。

14、進一步的，所述s401)中的動作信號，包括對應產品的夾持力度和角度。不同產品對應不同的夾持力度和角度，保證柔性夾持過程不會損壞產品。

15、本發明還提供了一種自動識別柔性裝夾控制系統，包括：定位采集模塊、圖像處理模塊、識別模塊、修正模塊、柔性夾持模塊和中控模塊；所述定位采集模塊、圖像處理模塊、識別模塊、修正模塊和柔性夾持模塊通過中控模塊進行通信連接；所述中控模塊保存有本地數據；所述柔性夾持模塊受控于動作信號。

16、進一步的，定位采集模塊定位采集當前產品圖像；圖像處理模塊、對當前產品圖像進行處理；識別模塊識別圖像處理模塊處理后圖像；修正模塊計算均方誤差損失值，并判斷是否在閾值范圍內，同時實現自動調整閾值，對結果進行再次識別與修正；柔性夾持模塊將柔性夾持動作落地；中控模塊為各個模塊提供通信連接。以上模塊相互配合，保證本自動識別柔性裝夾控制系統的實現。

17、上述技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果：

18、1、本發明一種自動識別柔性裝夾控制方法及系統，通過引入自動識別技術，設計了柔性裝夾控制方法及系統，降低了整個柔性夾持過程中的人為干預，提升了自動化程度，

19、2、本發明一種自動識別柔性裝夾控制方法及系統，增加結果修正模塊，設計了自動調整修正過程中閾值的方法，實現了對識別結果的自動修正，提升了識別準確性，提升了生產效率。

技術特征：

1.一種自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s4)中的相似度計算采用均方誤差mse，公式如下：

3.根據權利要求2所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s401)中的閾值為a，a的自動調整策略如下式：

4.根據權利要求3所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s401)中的閾值調整次數包含第一識別次數和第二識別次數；所述第一識別次數為n，第二識別次數為m，m＝2*n。

5.根據權利要求1所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s3)中的目標識別接口，采用yolov8模型api接口。

6.根據權利要求5所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s2)中圖像處理操作包括裁剪與灰度化，將實時圖像處理為當次識別圖像。

7.根據權利要求1所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s4)中的本地數據包括產品類別、各產品的特征矩陣和各產品的夾持方式；所述各產品的特征矩陣通過目標識別接口對各產品進行提前獲取。

8.根據權利要求1所述的自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：所述s401)中的動作信號，包括對應產品的夾持力度和角度。

9.一種自動識別柔性裝夾控制系統，用于實現權利要求1～8所述的一種自動識別柔性裝夾控制方法，其特征在于：包括：

技術總結
本發明公開了一種自動識別柔性裝夾控制方法及系統，方法包括：定位采集拍攝實時圖像；圖像處理將實時圖像處理，得到當次識別圖像；圖像識別接入目標識別接口識別當次識別圖像，得出夾持產品類別和當次識別圖像的特征矩陣；結果修正根據圖像識別得出的夾持產品類別，從本地數據提取對應產品圖像的特征矩陣，將其與當次識別圖像的特征矩陣進行相似度計算，將相似度值與閾值對比，當超出閾值時重新識別，并自動調整閾值；得到運動信號。系統包括定位采集、圖像處理、識別、修正、夾持和中控模塊，且通過中控模塊通信連接。本申請引入自動識別技術，配合自動修正調整閾值，避免人工調整柔性裝夾，提升了工作效率。

技術研發人員：劉東洋
受保護的技術使用者：蘇州新通精密機械科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/20