Тадқиқоти академӣ, забони фаҳмо

Verianla | Тадқиқоти академӣ ва илм ба забони тоҷикӣ

27 сентябр 2026, якшанбе
VERİANLAНашри мустақили илмӣ
Кушодан ё бастани меню
...
Саҳифаи асосӣ / Илмҳои амалӣ / Илми мошинҳо / Системаи муттаҳидаи дарки визуалӣ ва гирифтани нарми роботӣ барои коркарди мутобиқшавандаи асбобҳои нигоҳдории роҳи оҳан
Муҳандисӣ

Системаи муттаҳидаи дарки визуалӣ ва гирифтани нарми роботӣ барои коркарди мутобиқшавандаи асбобҳои нигоҳдории роҳи оҳан

Ин таҳқиқот системаи муттаҳидаи роботиро таҳия мекунад, ки метавонад дар муҳитҳои номунтазам ва аз ҷиҳати визуалӣ мураккаб, монанди балласти роҳи оҳан, асбобҳои нигоҳдории рӯи заминро муайян, гирифта ва интиқол диҳад.

11/08/2026  Veri Anla 51 боздид
Системаи муттаҳидаи дарки визуалӣ ва гирифтани нарми роботӣ барои коркарди мутобиқшавандаи асбобҳои нигоҳдории роҳи оҳан

Ин таҳқиқот системаи муттаҳидаи роботиро таҳия мекунад, ки метавонад дар муҳитҳои номунтазам ва аз ҷиҳати визуалӣ мураккаб, монанди балласти роҳи оҳан, асбобҳои нигоҳдории рӯи заминро муайян, гирифта ва интиқол диҳад. Система се ҷузъи асосиро муттаҳид мекунад: шабакаи муайянкунии объектҳои RA-YOLO бар асоси YOLOv8n, ангуштони нарми асимметрии Fin Ray, ки барои мутобиқ шудан ба асбобҳои вазнин ва шаклан номунтазам таҳия шудаанд, ва меъмории идоракунии асосёфта ба Simulink–ROS, ки камераи амиқии Intel RealSense D435i-ро бо бозуи роботи шашмеҳварии Aubo-i5 мепайвандад.

Ҳангоми якҷоя истифода шудани механизми диққати CBAM ва афзоиши додаҳои Mosaic дар RA-YOLO, қимати mAP@0.5 дар маҷмӯи стандартии тестӣ ба %93,6 расид. Модел дар RTX 3090 бо 105 FPS кор мекард ва 3,4 миллион параметр дошт. Дар NVIDIA Jetson AGX Orin бо TensorRT ва ҳалли вуруди 640 × 640, 42 FPS ба даст омад ва дар манбаъ гуфта шудааст, ки таъхири end-to-end аз 25 ms кам мондааст. Дар шароити иловагии балласт пасттарин mAP@0.5, яъне %90,5, дар тесте ба даст омад, ки балласти тар ва хусусиятҳои гуногуни текстура/рангро якҷо дошт.

Дар қисми дастгирак барои кам кардани ноустувории паҳлуии сохтори стандартии симметрии Fin Ray ҳангоми гирифтани асбобҳои вазнин, тартиби қабурғаҳо асимметрӣ карда шуд. Рафтори деформатсияи калони ангуштони TPU бо додаҳои таҷрибавии кашиш ба модели гиперэластикии Yeoh-и дараҷаи сеюм мутобиқ карда шуд; коэффициенти мутобиқати модел R²=0,9938 гузориш шудааст. Дар натиҷаи таҳлили унсурҳои ниҳоӣ ва таҳлили ортогоналии L9, кунҷи қабурға 30°, фосилаи қабурға 8 mm ва ғафсии девори берунӣ 3 mm интихоб шуд.

Дар ангушти воқеан истеҳсолшуда, вақте ҷойивазкунии актуатсия аз 1 mm то 6 mm зиёд шуд, қувваи тамоси нормалӣ аз 2,74 N то 15,47 N афзуд ва сахтии хаттии нӯги ангушт 2,56 N/mm муайян карда шуд. Пас аз 3000 даври такрории хамшавӣ қувва аз 15,47 N то 15,04 N паст шуда, %2,78 коҳиш ёфт. Илова бар ин, дар 500 даври бардошт бо бори 2 kg лағжиши намоён, афтидани бор ё осеби сохтории ба чашм намоён гузориш нашуд. Инҳо нишондиҳандаҳои устувории кӯтоҳмуддатанд; хастагии дарозмуддати саҳроӣ дар таҳқиқот санҷида нашудааст.

Дар озмоишҳои система дар муҳити берунии балласти роҳи оҳан аз дрел, болға, анбӯр, мурваттоб ва калид истифода шуд. Дар шароити асбобҳои ҷудогона миёнаи муваффақияти гирифтани асбоб %95,2, дар сенарияи мушкилтар бо асбобҳои қисман пӯшида ва болои ҳам %88,4 ва миёнаи умумии ду сенария %91,8 гузориш шудааст. Бо вуҷуди ин, азбаски манбаъ барои ҳар асбоб ва ҳар сенария шумораи кӯшишҳои мустақили гирифтани асбобро нишон надодааст, андозаи намуна ва фосилаи эътимод барои ин фоизҳо арзёбӣ намешавад.

Аз нуқтаи назари Туркия, таҳқиқот метавонад ҳамчун намунаи техникӣ барои ҷамъоварии асбобҳо дар майдонҳои нигоҳдории роҳи оҳан, роботҳои ёрирасони нигоҳдорӣ ва таҳқиқоти манипулятсияи роботӣ дар заминҳои номунтазам истифода шавад. Аммо таҷрибаҳо дар инфрасохтори роҳи оҳани Туркия анҷом дода нашудаанд ва борони шадид, барф, лой, чанги зич, рӯшноии бисёр паст, ҳаракати баландсуръат ё истифодаи дарозмуддати саҳроӣ тасдиқ нашудаанд. Барои татбиқи маҳаллӣ бояд хусусиятҳои балласт, шароити рӯшноӣ, асбобҳои воқеии нигоҳдорӣ, тартиботи бехатарӣ ва платформаи робот аз нав дар саҳро тасдиқ карда шаванд.

Система кадом мушкилро ҳал кардан мехоҳад?

Дар майдонҳои нигоҳдории роҳи оҳан асбобҳо метавонанд дар рӯи ҳамвор ва идорашавандаи завод ҷойгир набошанд. Сангҳои балласт текстураи зич ва номунтазами визуалӣ ба вуҷуд меоранд; асбобҳои металлӣ метавонанд дар самтҳои гуногун хобанд, болои ҳам афтанд ва дар нури офтоб инъикоси қавӣ ба вуҷуд оранд. Аз ин рӯ, система бояд на танҳо объектро шиносад, балки ҷойгиршавии онро муайян карда, геометрияи номунтазами онро боэътимод бигирад.

Равиши таҳқиқот ин мушкилро ба ҷойи ҳал кардан бо як алгоритм ба се қабат ҷудо мекунад:

  • Системаи визуалӣ асбоби нигоҳдориро мешиносад.
  • Маълумоти амиқӣ ва калибрченкунии даст–чашм ҳадафро ба системаи координатаи робот мегузаронад.
  • Дастгираки нарм ба геометрияи объект ба таври пассив мутобиқ шуда, амали бардоштро иҷро мекунад.

Verianla Live: Занҷири пурраи система аз тасвир то ҷамъоварии асбоб

Ҷараён мантиқи муттаҳидаи амалиётиро, ки дар Расми 1, Расми 22 ва Расми 25-и таҳқиқот дода шудааст, ба тоҷикӣ мутобиқ мекунад.

МарҳилаАмали илмӣ/техникӣАсоси манбаъ
1. Тасвири RGB-D гиредIntel RealSense D435i тасвир ва маълумоти амиқии балласти роҳи оҳан ва асбобҳои нигоҳдориро ҷамъ мекунад.Расми 1 ва Бахши 2.1
2. Асбобро муайян кунедRA-YOLO синфи ҳадаф ва ҷойгиршавии онро дар тасвир муайян мекунад.Бахши 2.3
3. Координатаро табдил диҳедКалибрченкунии даст–чашм ва маълумоти амиқӣ ҳадафро аз координатаҳои камера ба координатаҳои пояи робот мегузаронанд.Бахши 3.2
4. Пози роботи ҳисоб кунедБо кинематикаи баръакс кунҷҳои ҳадафии буғумҳо муайян карда мешаванд.Бахши 2.1
5. Траектория созедБо интерполятсияи полиномии дараҷаи панҷум ҳаракати ҳамвор ба сӯи ҳадаф банақшагирӣ мешавад.Бахши 2.1
6. Бехатар наздик шаведFSM роботро аз нуқтаи наздикшавӣ ба мавқеи гирифтан мебарад.Расми 25
7. Ангуштони нармро пӯшедМуҳаррики stepper ва механизми пайвасти винтӣ ангуштони Fin Ray-ро гирди объект мебандад.Бахши 2.2
8. Асбобро бардоред ва хориҷ кунедРобот асбобро аз балласт мебардорад ва ҳаракати интиқоли муайяншударо иҷро мекунад.Бахши 2.4.3
9. Ба минтақаи ҷамъоварӣ гузоредАсбоб ба минтақаи ҳадаф интиқол дода шуда, дастгирак кушода мешавад ва як даври корӣ анҷом меёбад.Расми 25
 

Verianla Live: Ҷадвали намоён scientific source-of-truth мебошад; интерактивият аз ҷониби муҳаррики умумии Verianla Live v0.2 сохта мешавад.

Фарқи ангушти асимметрии Fin Ray чист?

Сохтори стандартии Fin Ray ҳарчанд нарм ва мутобиқшаванда аст, дар борҳои баланди паҳлуӣ метавонад ба ноустувории хамшавӣ майл кунад. Азбаски муҳаққиқон асбобҳои нигоҳдории синфи 2 kg-ро ҳадаф гирифтаанд, геометрияи ангуштро на танҳо аз нуқтаи назари чандирӣ, балки аз нуқтаи назари борбардорӣ низ тағйир додаанд.

Дар сохтори пешниҳодшуда се унсури асосии геометрӣ мавҷуд аст:

  • Қабурғаҳои асимметрии моил: Пас аз тамоси аввал хам шудани ангуштро ба самти объект ҳавасманд мекунанд.
  • Девори берунии каҷ: Барои зиёд кардани такягоҳи сохторӣ ҳангоми хамшавии паҳлуӣ пешбинӣ шудааст.
  • Қабати тамосии силиконӣ: Соишро барои пешгирии лағжиш дар сатҳҳои ҳамвор ва металлӣ зиёд мекунад.

Дар талаботи тарҳии таҳқиқот вазни умумии дастгирак бояд 1 kg ё камтар, андозаи объекти ҳадаф 10–120 mm ва бори максималӣ 2 kg ё камтар бошад.

Деформатсияи калони TPU чӣ гуна моделсозӣ шуд?

Ангуштон аз BASF Elastollan 1185A TPU бо усули FDM истеҳсол шудаанд. Ба ҷойи он ки рафтори мавод мустақим аз додаҳои каталог тахмин карда шавад, се намунаи кашиш аз ҳамин мавод санҷида шуда, рафтори миёнаи шиддат–деформатсия истифода шудааст.

Зичии энергияи модели гиперэластикии Yeoh-и дараҷаи сеюм чунин муайян шудааст:

\[ W= \sum_{i=1}^{3} C_{i0}(I_1-3)^i \]

ба ҳамин шакл муайян шудааст.

Аз додаҳои таҷрибавии фосилаи деформатсияи 0–300%:

\[ C_{10}=2{,}054\ \mathrm{MPa} \]

\[ C_{20}=-0{,}0753\ \mathrm{MPa} \]

\[ C_{30}=0{,}00231\ \mathrm{MPa} \]

қиматҳо ба даст омадаанд. Коэффициенти мутобиқат R²=0,9938 гузориш шудааст.

Геометрияи ангушт чӣ гуна оптимизатсия шуд?

Дар таҳлили унсурҳои ниҳоӣ се тағйирёбандаи асосӣ омӯхта шуданд: кунҷи моилии қабурға \(\theta\), фосилаи қабурға \(d\) ва ғафсии девори берунӣ \(t\).

ПараметрҚимати ниҳоии интихобшудаСабаби асосии интихоб
Кунҷи қабурға θ30°Мувозинати шиддати нормализатсияшудаи паст ва хамшавии равшани ба дохил дар байни кунҷҳои санҷидашуда
Фосилаи қабурға d8 mmТаъмини такягоҳи дохилии кофӣ ҳангоми кам кардани бархӯрди қабурғаҳо
Ғафсии девори берунӣ t3 mmМувозинат байни сахтии паҳлуӣ ва мутобиқшавӣ ба контур

Сипас тарҳи ортогоналии L9(3³) татбиқ шуда, бехатарии шиддат, деформатсияи мутобиқшаванда ва устувории паҳлуӣ ба як холли таркибӣ муттаҳид карда шуданд:

\[ F=0{,}4f_{\sigma}+0{,}3f_{\delta}+0{,}3f_S \]

Ба бехатарии шиддат %40 ва ба деформатсияи мутобиқшаванда ва устувории паҳлуӣ ҳар кадом %30 вазн дода шудааст. Аз нӯҳ комбинатсия конфигуратсияи 30°–8 mm–3 mm бо холли таркибии 0,90 баландтарин натиҷаро додааст.

Қувваи гирифтан танҳо ба моменти муҳаррик вобаста аст?

Не. Яке аз фарқҳои муҳими механикии таҳқиқот дар он аст, ки тамоми энергияи аз муҳаррик тавлидшуда ба қувваи фишурдани объект табдил намеёбад. Азбаски ангушти нарми TPU хам мешавад, қисми энергия дар деформатсияи эластикӣ захира мешавад.

Аз ин рӯ, манбаъ ангуштро бо равиши pseudo-rigid-body ҳамчун системаи чандир бо сахтии эквивалентии torsion баррасӣ мекунад:

\[ M_{res}=K_{eq}\Delta\phi \]

ва қувваи тамосро:

\[ F_c= \frac{1}{L_{eff}} \left[ \frac{\pi\eta L_1\sin\beta} {2P\cos\alpha}M_d - K_{eq}\Delta\phi \right] \]

ифода мекунад.

Дар ин муодила моменти муҳаррик тавассути аъзои аввал қувваи гирифтанро ба вуҷуд меорад, аъзои дуюм бошад моменти муқобили эластикиро, ки барои деформатсияи TPU зарур аст, ифода мекунад. Тафсири физикии манбаъ ин аст, ки бе гузаштани моменти муҳаррик аз як ҳадди поёнӣ қувваи мусбати фишурдан ба вуҷуд намеояд.

Барои пешгирии лағжиш кадом шарт истифода мешавад?

Қувваи бардошт, ки аз чор ангушт ба вуҷуд меояд, бояд қувваи ҷозиба ва шитоби ҳаракатро ҷуброн кунад. Шарти назариявии устуворӣ дар манбаъ чунин дода шудааст:

\[ 4F_c(\sin\theta+\mu\cos\theta) \geq m(g+a_{max}) \]

ба ҳамин шакл дода шудааст.

Дар тасдиқи физикии таҷрибавӣ бошад, равиши консервативтари асосёфта ба соиш истифода шудааст:

\[ F_{available}=4\mu F_n \]

ва қувваи лозим:

\[ F_{required}=m(g+a_{max}) \]

ҳисоб шудааст. Шитоби максималии интиқол \(1{,}0\ \mathrm{m/s^2}\) гирифта шудааст.

Тағйироти асосии RA-YOLO чист?

RA-YOLO шабакаи бузурге нест, ки меъмории YOLOv8n-ро пурра тағйир диҳад. Беҳбудии асосӣ илова кардани Convolutional Block Attention Module (CBAM) байни баромади C2f-P5-и Backbone ва модули SPPF ва истифодаи афзоиши додаҳои Mosaic дар омӯзиш мебошад.

CBAM ду марҳилаи пайдарпайи диққатро татбиқ мекунад:

  • механизми диққати канал муайян мекунад, ки кадом каналҳои хусусият муҳиманд;
  • механизми диққати фазоӣ муайян мекунад, ки ба кадом минтақаҳои тасвир бояд диққат дода шавад.

Ҳадаф фурӯ нишондани хусусиятҳое мебошад, ки ба текстураи зичи сангҳои балласт ҷавоб медиҳанд ва тақвият додани хусусиятҳои марбут ба ҷисми металлии асбоб.

Чаро Mosaic истифода шуд?

Дар ҳар намунаи омӯзишӣ чор тасвир масштаб ва бурида шуда, ба як тасвири таркибӣ муттаҳид карда шуданд. Бо ин роҳ дар як намунаи омӯзишӣ масштабҳо, заминаҳо ва пӯшишҳои қисман гуногун дида мешаванд. Расми 20 дар саҳифаи 18-и таҳқиқот намунаи Mosaic-ро нишон медиҳад, ки дар он тасвири як калид бо асбобҳои гуногун ва қисмҳои балласт якҷо шудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

  • Истифодаи якҷояи CBAM ва Mosaic дар маҷмӯи тестии таҳқиқот mAP@0.5-ро нисбат ба модели асосии YOLOv8n аз %85,4 то %93,6 зиёд кардааст.
  • RA-YOLO бо 3,4 миллион параметр дар RTX 3090 бо 105 FPS ва дар Jetson AGX Orin бо 42 FPS кор кардааст.
  • Сохтори асимметрии Fin Ray дар муқоисаи идорашавандаи лабораторӣ дар ҳамаи панҷ синфи асбоб нисбат ба хатти асосии симметрии Fin Ray муваффақияти баландтари гирифтанро нишон додааст.
  • Дар ангуштони истеҳсолшудаи TPU қувваи тамос бо ҷойивазкунии актуатсия тақрибан хаттӣ зиёд шудааст.
  • Пас аз 3000 даври хамшавӣ коҳиши қувваи тамос %2,78 гузориш шудааст.
  • Дар санҷиши ибтидоии устувории 500 давр бо бори 2 kg афтидани намоёни бор ё лағжиш гузориш нашудааст.
  • Дар таҷрибаҳои балласти муҳити берунӣ муваффақияти умумии гирифтан %91,8 будааст.
  • Шароити асбобҳои болои ҳам нисбат ба асбобҳои ҷудогона муваффақияти камтари гирифтанро нишон додааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад ё ҳанӯз насанҷидааст

  • Нишон дода нашудааст, ки система ҳамаи асбобҳои нигоҳдории роҳи оҳанро гирифта метавонад; таҷрибаи асосӣ бо панҷ категорияи асбоб анҷом дода шудааст.
  • Дар борони шадид, барф, лой, чанги зич ва рӯшноии бисёр паст тасдиқи сатҳи система иҷро нашудааст.
  • 3000 даври ангушт умри хастагии дарозмуддати саноатии TPU-ро нишон намедиҳад.
  • 500 даври гирифтан бо бори 2 kg эътимоднокии дарозмуддатро дар истифодаи пайвастаи саҳроӣ исбот намекунад.
  • Натиҷаи ҷойгиркунии даст–чашм ченкунии мустақими шароити ҳаракати динамикии баландсуръат нест; тасдиқи калибрченкунӣ нимастатикӣ анҷом дода шудааст.
  • Нишон дода нашудааст, ки муваффақияти гирифтан %91,8 дар роботҳо, камераҳо, инфрасохторҳои роҳи оҳан ва кишварҳои гуногун бетағйир мемонад.
  • Азбаски шумораи умумии такрорҳо барои фоизҳои муваффақият дар манбаъ ошкоро дода нашудааст, фосилаҳои эътимоди оморӣ арзёбӣ намешаванд.
  • Таҳқиқот идоракунии пӯшидаи қувваи гирифтан бо сенсори ламсӣ татбиқ накардааст; ин унсур ҳамчун кори оянда пешниҳод шудааст.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Маҷмӯи додаҳои визуалӣ

Муҳаққиқон аз панҷ синфи асбоби нигоҳдорӣ дар маҷмӯъ 3640 тасвири баландсифат сохтаанд. Тасвирҳо шароити нури мустақими офтоб, ҳавои абрнок ва сояро фаро мегиранд.

АсбобОмӯзишТасдиқТестҲамагӣ
Дрел5727172715
Болға5947474742
Анбӯр5667171708
Мурваттоб5767272720
Калид6047675755
Ҳамагӣ29123643643640

Илова бар ин, маҷмӯи алоҳидаи тестии устувории муҳити зист, ки дар омӯзиш ва тасдиқ истифода нашудааст, сохта шудааст. Ин тест балласти хушк, балласти тар, текстура/ранги гуногуни балласт ва шароити тар + балласти гуногунро дар бар мегирад.

Омӯзиши RA-YOLO

ПараметрҚимат
ЧорчӯбаPyTorch 2.0.1
GPU-и омӯзишNVIDIA RTX 3090
OptimizerSGD
Суръати ибтидоии омӯзиш0,01
Momentum0,937
Андозаи вуруд640 × 640
Давомнокии омӯзиш120 epoch

Таҳқиқоти аблатсия чӣ нишон дод?

КонфигуратсияMosaicCBAMmAP@0.5 (%)mAP@0.5:0.95 (%)FPS
YOLOv8n-и асосӣНеНе85,464,2122
MosaicҲаНе87,866,1122
CBAMНеҲа88,566,7105
RA-YOLOҲаҲа93,668,7105

Mosaic танҳо нисбат ба модели асосӣ mAP@0.5-ро 2,4 банди фоизӣ ва CBAM танҳо 3,1 банди фоизӣ зиёд кардааст. Сохторе, ки ҳар дуро якҷоя истифода кардааст, нисбат ба модели асосӣ mAP@0.5-ро 8,2 банди фоизӣ баландтар додааст.

Механизмҳои гуногуни диққат

МоделПараметр (M)GFLOPsmAP@0.5 (%)mAP@0.5:0.95 (%)
YOLOv8n3,208,787,866,1
YOLOv8n + SE3,288,889,666,8
YOLOv8n + ECA3,228,790,367,2
YOLOv8n + CA3,349,091,167,7
YOLOv8n + CBAM3,409,293,668,7

Дар ин муқоиса дар ҳамаи моделҳо Mosaic истифода шуда, танҳо модули диққат иваз шудааст. CBAM ду метрикаи баландтарини дақиқиро додааст.

Хатои муқоисаи алгоритмҳо дар манбаъ

Қиматҳои мустақими Ҷадвали 11 чунинанд:

УсулmAP@0.5 (%)FPSПараметр (M)
MACE-Net83,8984,5
SE-YOLOv586,5927,5
Railway-YOLOv8s87,08511,1
YOLOv8n85,41223,2
RA-YOLO93,61053,4

Баъзе фоизҳои фарқе, ки дар параграфи баъд аз ин дар манбаъ дода шудаанд, бо ин ҷадвал мувофиқат намекунанд. Аз ин рӯ, дар тафсири муқоиса қиматҳои хоми mAP-и ҷадвал бояд асос гирифта шаванд.

Оё он дар Jetson AGX Orin кор карда метавонад?

Бале, таҳқиқот санҷиши inference-ро дар платформаи воқеии edge пешниҳод мекунад. RA-YOLO дар тарафи сервери RTX 3090 105 FPS ва тақрибан 9,5 ms таъхир, ва дар Jetson AGX Orin бо TensorRT 42 FPS ва тақрибан 23,8 ms таъхири end-to-end нишон додааст.

Ин натиҷа тасдиқи сахтафзорест, ки нишон медиҳад модел метавонад дар дастгоҳи edge тасвирро дар вақти воқеӣ коркард кунад; аммо маънои онро надорад, ки тамоми даври идоракунии робот бо 42 Hz кор мекунад.

Муайянкунӣ дар шароити тағйирёбандаи балласт

Шарти тестТасвирmAP@0.5 (%)mAP@0.5:0.95 (%)Precision (%)Recall (%)
Балласти хушк10093,679,294,192,8
Балласти тар8092,578,193,091,5
Текстура/ранги дигари балласт8091,877,592,290,8
Тар + балласти гуногун6090,576,091,090,2

Ин маҷмӯи иловагии додаҳо аз маҷмӯи асосии тест ҷудо аст. Аз ин рӯ, махсусан қиматҳои mAP@0.5:0.95 набояд бо қиматҳои ҷадвали асосии тест ҳамчун як намуна мустақим муқоиса карда шаванд.

Ҷойгиркунии даст–чашм

Барои калибрченкунӣ тасвирҳои тахтаи шоҳмотии 10 × 7 дар 15 позаи гуногун истифода шуданд. Дар тасдиқи баъдӣ аз майдони кор 50 нуқтаи тасодуфии тестӣ интихоб шуданд.

Манбаъ хатои миёнаи ҷойгиркунии Евклидиро 1,03 mm гузориш мекунад. Инҳирофҳои стандартии тақсимоти хатои X ва Y мутаносибан 0,32 mm ва 0,28 mm дода шудаанд.

Бо вуҷуди ин, дар Расми 33(b) хатои максималии Евклидӣ 1,92 mm намоён аст, дар ҳоле ки дар Ҷадвали 13 намунае мавҷуд аст, ки хатои мутлақи якмеҳварӣ ба 2,4 mm мерасад. Манбаъ шарҳ намедиҳад, ки ин ду тарзи гузориш чӣ гуна бо ҳам мувофиқ карда мешаванд. Аз ин рӯ, барои хатои максималӣ як қимати ягонаи мувофиқкардашуда тавлид нашудааст.

Қувваи тамоси ангушт

Ҷойивазкунии актуатсия (mm)Қувваи ченшуда (N)Қувваи модел (N)Хатои нисбӣ (%)
12,742,988,76
25,185,557,14
37,728,034,02
410,3510,582,22
512,9313,081,16
615,4715,641,10

Робитаи таҷрибавии қувва–ҷойивазкунӣ чунин мутобиқ карда шудааст:

\[ F_m=2{,}56\delta+0{,}11 \]

ва сахтии хаттии нӯги ангушт:

\[ K_f=2{,}56\ \mathrm{N/mm} \]

муайян шудааст. Хатои миёнаи нисбӣ байни пешгӯии модел ва қувваҳои ченшуда %4,07 гузориш шудааст.

Устувории даврии кӯтоҳмуддат

ДаврҚувваи тамос (N)Коҳиш (%)Ҳолати визуалӣ
015,47 ± 0,080,00Осеб нест
50015,39 ± 0,090,52Осеб нест
100015,32 ± 0,090,97Осеб нест
150015,26 ± 0,101,36Осеб нест
200015,19 ± 0,101,81Осеб нест
250015,11 ± 0,112,33Осеб нест
300015,04 ± 0,122,78Осеби намоён нест

Ин тест ба устувории даврии кӯтоҳмуддат дахл дорад. Манбаъ ошкоро мегӯяд, ки хастагии TPU дар истифодаи дарозмуддат ва басомади баланди саҳроӣ бояд алоҳида омӯхта шавад.

Муқоисаи Fin Ray-и асимметрӣ ва симметрӣ

АсбобFin Ray-и асимметрӣ (%)Fin Ray-и симметрӣ (%)Фарқ (банди фоизӣ)
Дрел92,279,712,5
Болға94,884,510,3
Анбӯр91,980,611,3
Мурваттоб93,084,28,8
Калид88,176,311,9
Миёна92,081,011,0

Дар муқоисаи идорашавандаи лабораторӣ тарҳи асимметрӣ дар ҳамаи панҷ асбоб муваффақияти баландтар нишон додааст. Аммо манбаъ шумораи кӯшишҳоро барои ҳар яке аз ин фоизҳои муваффақият нишон намедиҳад.

Натиҷаҳои гирифтани асбоб дар балласти муҳити берунӣ

Расми 38 дар саҳифаи 33-и таҳқиқот насби физикии роботро нишон медиҳад, ки на дар мизи лабораторӣ, балки дар платформаи мобилии чархдор дар муҳити балласти назди роҳи оҳан ҷойгир шудааст. Бозуи Aubo-i5, камераи D435i ва дастгираки асимметрӣ дар як система истифода шудаанд.

Verianla Live: Муваффақияти гирифтан дар сенарияҳои ҷудогона ва болоиҳамии балласт

Дар сенарияи A асбобҳо аз ҳам мустақиланд. Дар сенарияи B асбобҳо тасодуфӣ болои ҳам гузошта шуда, қисман пӯшидаанд. Қиматҳо аз Ҷадвали 20-и таҳқиқот гирифта шудаанд.

АсбобСенарияи ҷудогонаи A (%)Сенарияи болоиҳамии B (%)Умумӣ (%)
Дрел94,587,991,2
Болға96,592,594,7
Анбӯр95,288,691,9
Мурваттоб95,889,292,5
Калид93,883,688,7
Миёна95,288,491,8
 

Verianla Live: Фоизҳои ҷадвал мустақиман дар манбаъ гузориш шудаанд. Азбаски манбаъ шумораи кӯшишҳоро намедиҳад, график номуайянии омории фоизҳои муваффақиятро нишон намедиҳад.

Баландтарин муваффақияти умумӣ барои болға %94,7 ва пасттарин барои калид %88,7 будааст. Махсусан дар сенарияи болоиҳамӣ муваффақияти калид то %83,6 паст шудааст.

Муаллифон инро бо он алоқаманд мекунанд, ки геометрияи борик ва ҳамвори калид ташкили тамоси самараноки бисёрнуқтаро бо ангуштони Fin Ray душвор мекунад ва сатҳи металлии дурахшон метавонад дар рӯшноии қавии берунӣ ба ченкунии амиқӣ таъсири манфӣ расонад.

Вазифа чӣ қадар вақт мегирад?

Вақти миёнаи анҷоми вазифа дар сенарияи асбоби ҷудогона 4,12 сония ва дар сенарияи болоиҳамӣ 4,94 сония гузориш шудааст. Дар сенарияи мураккабтар вақт аз сабаби канорагирӣ аз монеа ва мураккабии муҳит зиёд шудааст.

Сабабҳои нокомӣ

Навъи нокомӣҲисса дар ҳамаи таҷрибаҳо (%)
Кӯшиши муайянкунӣ/perception — пӯшиши баланд3,2
Ҷойивазкунии координата2,0
Лағжиши динамикӣ2,1
Хатоҳои дигар0,9

Ин чор категория дар маҷмӯъ сатҳи нокомии %8,2-ро ташкил медиҳанд. Манбаъ мегӯяд, ки аз даст рафтани муайянкунӣ махсусан дар ҳолатҳои зичи болоиҳамӣ бо сатҳи пӯшиш зиёда аз %70 мушоҳида шудааст.

Муҳимтарин маҳдудиятҳо

  • Санҷишҳои саҳроӣ дар шароити намояндагии муҳити берунӣ анҷом дода шудаанд; ҳамаи шароити обу ҳаво санҷида нашудаанд.
  • Нури қавии офтоб махсусан дар ченкунии фаъоли амиқӣ метавонад боиси гум шудани point cloud гардад.
  • Натиҷаи асосии таҷрибаи ҷойгиркунӣ дақиқии калибрченкунии нимастатикӣ мебошад.
  • Ларзиши динамикӣ, таъхири тасвир ва тағйирёбии лаҳзаии амиқӣ дар сатҳи система танҳо бавосита санҷида шудаанд.
  • Дар дастгирак ҳанӯз танзими пӯшидаи дорои сенсори ламсӣ/қувва вуҷуд надорад.
  • Санҷишҳои устувории 3000 ва 500 давр умри хастагии дарозмуддат нестанд.
  • Шумораи такрорҳо барои фоизҳои муваффақияти гирифтани саҳроӣ дар манбаъ ошкор нашудааст.
  • Натиҷаҳои аз панҷ синфи асбоб гирифташударо ба тамоми таҷҳизоти нигоҳдории роҳи оҳан умумӣ кардан мумкин нест.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: An Integrated Visual Perception and Soft Robotic Grasping System for Adaptive Handling of Railway Maintenance Tools.

Муаллифон ва тартиби онҳо: Pan Fan; Meng Tian; Yuhang Du; Guodong Lang; Liang Li; Yafeng Li.

Муаллифи масъул: Yafeng Li. Дар манбаъ баёнияи ҳаммуаллифи аввал/саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муассисаҳо: School of Computer, Baoji University of Arts and Sciences; Shaanxi Key Laboratory of Advanced Manufacturing and Evaluation of Robot Key Components, Baoji University of Arts and Sciences; State Key Laboratory of Robotics and System, Harbin Institute of Technology.

Маҷалла: Machines. Ношир: MDPI. Ҷилд: 14. Мақола: 636. Санаи нашр: 1 June 2026. DOI: 10.3390/machines14060636. Пайванди расмии нашр: https://doi.org/10.3390/machines14060636

Навъи манбаъ ва ҳолати рецензия: Мақолаи рецензияшудаи таҳқиқотӣ мебошад. Таҳқиқот 8 April 2026 қабул шуда, 22 May 2026 бозбинӣ ва 27 May 2026 қабул шудааст.

Иҷозатнома: Иҷозатномаи дастрасии кушоди Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Аз ҷониби Shaanxi Provincial Department of Education Research Program дар доираи лоиҳаи 23JP004 маблағгузорӣ шудааст.

Дастрасии додаҳо: Манбаъ мегӯяд, ки додаҳо дар дохили мақола мавҷуданд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Дар манбаъ тарҳи умумии система — Yafeng Li; баррасии лоиҳаи ниҳоӣ — Pan Fan; навиштан — Meng Tian; сохтани графика — Yuhang Du; баррасии адабиёт — Guodong Lang; таҳлили додаҳо — Liang Li нишон дода шудааст.

Меъмории система, кори RA-YOLO, модели маводи TPU, параметрҳои FEA, таҷрибаҳои қувва, санҷишҳои даврӣ, натиҷаҳои ҷойгиркунии даст–чашм ва кори гирифтан дар ин матни Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Назорати библиографии берунӣ танҳо барои тасдиқи шахсияти нашр истифода шудааст.

Дар манбаъ ҳадди ақал ду номувофиқии муҳими гузориш вуҷуд дорад. Дақиқиҳои модел дар Ҷадвали 11 бо қиматҳои фарқи байни усулҳо, ки дар параграфи фавран баъдӣ дода шудаанд, аз ҷиҳати математикӣ мувофиқат намекунанд. Илова бар ин, агар нишондиҳандаи хатои максималии Евклидии 1,92 mm дар Расми 33 ва хатои мутлақи якмеҳварии то 2,4 mm дар Ҷадвали 13 ба як маҷмӯи додаҳо тааллуқ дошта бошанд, ҳарду якҷо дуруст буда наметавонанд. Ин фарқҳо хомӯшона ислоҳ нашуда, дар матни Verianla ҳамчун номуайянии дохилии манбаъ нигоҳ дошта шудаанд.

Гарчанде таҳқиқот далели саҳроӣ дорад, тасдиқ бо шароити намояндагии балласти муҳити берунӣ ва суръати паст маҳдуд аст. Борони шадид, барф, лой, чанги зич, рӯшноии бисёр паст ва фарсудашавии дарозмуддати саҳроӣ санҷида нашудаанд. Илова бар ин, азбаски шумораи кӯшишҳои мустақил барои ҳар яке аз сатҳҳои муваффақияти система нишон дода нашудааст, фосилаҳои эътимоди оморӣ ҳисоб карда намешаванд.

Дар хулосаи манбаъ ибораи “visual servoing” истифода шудааст. Бо вуҷуди ин, занҷире, ки дар бахши усул ба таври муфассал дода шудааст, аз муайянкунии тасвир, ҷойгиркунии асосёфта ба амиқӣ, табдили даст–чашм, кинематикаи баръакс, банақшагирии траекторияи полиномӣ ва идоракунии FSM иборат аст. Азбаски қонуни алоҳидаи идоракунии visual-servo бар асоси бозхӯрди пайвастаи хатои тасвир ба таври муфассал пешниҳод нашудааст, дар баёни тоҷикӣ мафҳум аз ҳад васеъ шарҳ дода нашудааст.


Мубодила:

Шарҳҳо пас аз баррасӣ нашр мешаванд.Шарҳи шумо ба раванди тасдиқ фиристода шуда, пас аз пазируфта шудан намоён мегардад.

Шарҳ гузоред

Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд

Иҷозат додан ба кукиҳо таҷрибаи шуморо дар ин сомона беҳтар мекунад. Сиёсати кукиҳо