基於電腦視覺與增強式學習之工業用機械手臂物件取放技術研究

研究計畫: Research project

專案詳細資料

Description

在工業4.0的浪潮下,產業發展趨勢逐漸朝向自動化、聰明化及精微化,同時也因應少量多樣的客製市場特性,須將產線智動化才能適應不斷變化的生產需求。由於歐美日等已開發國家透過科技及技術的創新來降低製造生產成本並提高生產力,藉此強化其製造業之競爭力,勢必將對國內相關產業造成巨大影響。因此我國若欲在傳統製造與科技業等方面維持競爭力,則必須降低成本、提高效率且能滿足多樣化之市場需求。由於國內勞動人力短缺,發展結合人工智慧之自動化技術有其必要。其中利用具備人工智慧能力之全自主式機械手臂從事製造與生產更是世界各國積極追求的目標。有鑑於此,本兩年期計畫主要目標為整合電腦視覺、人工智慧及機械手臂控制等方法,發展一具備自我學習能力、能適應少量多樣的製造生產方式且又有高物件取放成功率之工業用機械手臂控制技術。計畫第一年預計發展六軸機械手臂的伺服控制技術與基於電腦視覺之物件辨識方法。首先,將實現機械手臂順向運動學與逆向運動學解法優化,並建立各座標系之間的轉換關係,作為機械手臂與外界環境的關係轉換平台,再透過運動軌跡命令規劃,可使機械手臂以平滑之方式執行點對點運動或循跡運動。另外計畫第一年亦須進行攝影機架設及校正,並使用YOLO演算法偵測影像中之物件區域,並辨識物件種類,以利後續訓練吸取與放置物件等作業使用。計畫第二年著重於具備自我學習能力之機械手臂控制研究。首先建立增強式學習模型,接著定義學習模型之狀態、動作與獎勵機制,最後使用增強式學習演算法,使機械手臂能透過自我學習來決定任意擺放物件的吸取影像座標點,並根據視覺回授訊號來判斷機械手臂是否已成功吸取物件。若本計畫能順利執行,將有助於智慧機械技術的發展,進而提升國內智慧自動化相關產業之競爭力
狀態已完成
有效的開始/結束日期20-08-0121-07-31