机器人武器广泛用于自动行业。但是,随着在机器人臂中深入学习的广泛应用,存在新的挑战,例如分配掌握计算能力和对安全性的需求不断增长。在这项工作中,我们提出了一种基于深度学习和边缘云协作的机器人手臂抓握方法。这种方法意识到了机器人组的任意掌握计划,并考虑了掌握效率和信息安全性。此外,由GAN训练的编码器和解码器使图像在压缩时可以加密,从而确保隐私的安全性。该模型在OCID数据集上达到92%的精度,图像压缩比达到0.03%,结构差值高于0.91。
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根据目标的语义信息,减少抓取检测的范围对于提高抓取检测模型的准确性并扩大其应用。研究人员一直在尝试将这些能力与端到端网络中的这些功能相结合,以有效地掌握杂乱场景中的特定对象。在本文中,我们提出了一种端到端语义抓握检测模型,可以实现语义识别和掌握检测。我们还设计了一个目标要素过滤机制,其仅根据用于抓取检测的语义信息维护单个对象的特征。该方法有效地减少了与目标对象弱相关的背景特征,从而使得具有更独特的功能并保证抓取检测的准确性和效率。实验结果表明,该方法在康奈尔抓地数据集中可以实现98.38%的精度,我们对不同数据集或评估度量的结果显示了我们对最先进的方法的域适应性。
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高分辨率表示对于基于视觉的机器人抓问题很重要。现有作品通常通过子网络将输入图像编码为低分辨率表示形式,然后恢复高分辨率表示。这将丢失空间信息,当考虑多种类型的对象或远离摄像机时,解码器引入的错误将更加严重。为了解决这些问题,我们重新审视了CNN的设计范式,以实现机器人感知任务。我们证明,与串行堆叠的卷积层相反,使用平行分支将是机器人视觉抓握任务的更强大设计。特别是,为机器人感知任务(例如,高分辨率代表和轻量级设计)提供了神经网络设计的准则,这些指南应对不同操纵场景中的挑战做出回应。然后,我们开发了一种新颖的抓地视觉体系结构,称为HRG-NET,这是一种平行分支结构,始终保持高分辨率表示形式,并反复在分辨率上交换信息。广泛的实验验证了这两种设计可以有效地提高基于视觉的握把和加速网络训练的准确性。我们在YouTube上的真实物理环境中显示了一系列比较实验:https://youtu.be/jhlsp-xzhfy。
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The accurate detection and grasping of transparent objects are challenging but of significance to robots. Here, a visual-tactile fusion framework for transparent object grasping under complex backgrounds and variant light conditions is proposed, including the grasping position detection, tactile calibration, and visual-tactile fusion based classification. First, a multi-scene synthetic grasping dataset generation method with a Gaussian distribution based data annotation is proposed. Besides, a novel grasping network named TGCNN is proposed for grasping position detection, showing good results in both synthetic and real scenes. In tactile calibration, inspired by human grasping, a fully convolutional network based tactile feature extraction method and a central location based adaptive grasping strategy are designed, improving the success rate by 36.7% compared to direct grasping. Furthermore, a visual-tactile fusion method is proposed for transparent objects classification, which improves the classification accuracy by 34%. The proposed framework synergizes the advantages of vision and touch, and greatly improves the grasping efficiency of transparent objects.
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实时机器人掌握,支持随后的精确反对操作任务,是高级高级自治系统的优先目标。然而,尚未找到这样一种可以用时间效率进行充分准确的掌握的算法。本文提出了一种新的方法,其具有2阶段方法,它使用深神经网络结合快速的2D对象识别,以及基于点对特征框架的随后的精确和快速的6D姿态估计来形成实时3D对象识别和抓握解决方案能够多对象类场景。所提出的解决方案有可能在实时应用上稳健地进行,需要效率和准确性。为了验证我们的方法,我们进行了广泛且彻底的实验,涉及我们自己的数据集的费力准备。实验结果表明,该方法在5CM5DEG度量标准中的精度97.37%,平均距离度量分数99.37%。实验结果显示了通过使用该方法的总体62%的相对改善(5cm5deg度量)和52.48%(平均距离度量)。此外,姿势估计执行也显示出运行时间的平均改善47.6%。最后,为了说明系统在实时操作中的整体效率,进行了一个拾取和放置的机器人实验,并显示了90%的准确度的令人信服的成功率。此实验视频可在https://sites.google.com/view/dl-ppf6dpose/上获得。
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现场机器人收获是农业产业近期发展的有希望的技术。在自然果园收获之前,机器人识别和本地化水果至关重要。然而,果园中收获机器人的工作空间很复杂:许多水果被分支和叶子堵塞。在执行操纵之前,估计每个果实的适当抓握姿势是很重要的。在本研究中,建议使用来自RGB-D相机的颜色和几何感官数据来执行端到端实例分段和掌握估计的几何意识网络A3N。此外,应用了工作区几何建模以帮助机器人操纵。此外,我们实施全球到本地扫描策略,它使机器人能够在具有两个消费级RGB-D相机中准确地识别和检索现场环境中的水果。我们还全面评估了所提出的网络的准确性和鲁棒性。实验结果表明,A3N达到了0.873的实例分割精度,平均计算时间为35毫秒。掌握估计的平均准确性分别为0.61厘米,4.8美元,中心和方向分别为4.8美元。总的来说,利用全球到局部扫描和A3N的机器人系统实现了从现场收集实验中的70 \%-85 \%的收获量的成功率。
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Grasp learning has become an exciting and important topic in robotics. Just a few years ago, the problem of grasping novel objects from unstructured piles of clutter was considered a serious research challenge. Now, it is a capability that is quickly becoming incorporated into industrial supply chain automation. How did that happen? What is the current state of the art in robotic grasp learning, what are the different methodological approaches, and what machine learning models are used? This review attempts to give an overview of the current state of the art of grasp learning research.
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在本文中,我们提出了一个基于变压器的架构,即TF-Grasp,用于机器人Grasp检测。开发的TF-Grasp框架具有两个精心设计的设计,使其非常适合视觉抓握任务。第一个关键设计是,我们采用本地窗口的注意来捕获本地上下文信息和可抓取对象的详细特征。然后,我们将跨窗户注意力应用于建模遥远像素之间的长期依赖性。对象知识,环境配置和不同视觉实体之间的关系汇总以进行后续的掌握检测。第二个关键设计是,我们构建了具有跳过连接的层次编码器架构,从编码器到解码器提供了浅特征,以启用多尺度功能融合。由于具有强大的注意力机制,TF-Grasp可以同时获得局部信息(即对象的轮廓),并建模长期连接,例如混乱中不同的视觉概念之间的关系。广泛的计算实验表明,TF-GRASP在康奈尔(Cornell)和雅克(Jacquard)握把数据集上分别获得了较高的结果与最先进的卷积模型,并获得了97.99%和94.6%的较高精度。使用7DOF Franka Emika Panda机器人进行的现实世界实验也证明了其在各种情况下抓住看不见的物体的能力。代码和预培训模型将在https://github.com/wangshaosun/grasp-transformer上找到
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当代掌握检测方法采用深度学习,实现传感器和物体模型不确定性的鲁棒性。这两个主导的方法设计了掌握质量评分或基于锚的掌握识别网络。本文通过将其视为图像空间中的关键点检测来掌握掌握检测的不同方法。深网络检测每个掌握候选者作为一对关键点,可转换为掌握代表= {x,y,w,{\ theta}} t,而不是转角点的三态或四重奏。通过将关键点分组成对来降低检测难度提高性能。为了促进捕获关键点之间的依赖关系,将非本地模块结合到网络设计中。基于离散和连续定向预测的最终过滤策略消除了错误的对应关系,并进一步提高了掌握检测性能。此处提出的方法GKNET在康奈尔和伸缩的提花数据集上的精度和速度之间实现了良好的平衡(在41.67和23.26 fps的96.9%和98.39%)之间。操纵器上的后续实验使用4种类型的抓取实验来评估GKNet,反映不同滋扰的速度:静态抓握,动态抓握,在各种相机角度抓住,夹住。 GKNet优于静态和动态掌握实验中的参考基线,同时表现出变化的相机观点和中度杂波的稳健性。结果证实了掌握关键点是深度掌握网络的有效输出表示的假设,为预期的滋扰因素提供鲁棒性。
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抓握是通过在一组触点上施加力和扭矩来挑选对象的过程。深度学习方法的最新进展允许在机器人对象抓地力方面快速进步。我们在过去十年中系统地调查了出版物,特别感兴趣使用最终效果姿势的所有6度自由度抓住对象。我们的综述发现了四种用于机器人抓钩的常见方法:基于抽样的方法,直接回归,强化学习和示例方法。此外,我们发现了围绕抓握的两种“支持方法”,这些方法使用深入学习来支持抓握过程,形状近似和负担能力。我们已经将本系统评论(85篇论文)中发现的出版物提炼为十个关键要点,我们认为对未来的机器人抓握和操纵研究至关重要。该调查的在线版本可从https://rhys-newbury.github.io/projects/6dof/获得
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对于机器人来说,拾取透明的对象仍然是一项具有挑战性的任务。透明对象(例如反射和折射)的视觉属性使依赖相机传感的当前抓握方法无法检测和本地化。但是,人类可以通过首先观察其粗剖面,然后戳其感兴趣的区域以获得良好的抓握轮廓来很好地处理透明的物体。受到这一点的启发,我们提出了一个新颖的视觉引导触觉框架,以抓住透明的物体。在拟议的框架中,首先使用分割网络来预测称为戳戳区域的水平上部区域,在该区域中,机器人可以在该区域戳入对象以获得良好的触觉读数,同时导致对物体状态的最小干扰。然后,使用高分辨率胶触觉传感器进行戳戳。鉴于触觉阅读有所改善的当地概况,计划掌握透明物体的启发式掌握。为了减轻对透明对象的现实世界数据收集和标记的局限性,构建了一个大规模逼真的合成数据集。广泛的实验表明,我们提出的分割网络可以预测潜在的戳戳区域,平均平均精度(地图)为0.360,而视觉引导的触觉戳戳可以显着提高抓地力成功率,从38.9%到85.2%。由于其简单性,我们提出的方法也可以被其他力量或触觉传感器采用,并可以用于掌握其他具有挑战性的物体。本文中使用的所有材料均可在https://sites.google.com/view/tactilepoking上获得。
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图像超分辨率(SR)是重要的图像处理方法之一,可改善计算机视野领域的图像分辨率。在过去的二十年中,在超级分辨率领域取得了重大进展,尤其是通过使用深度学习方法。这项调查是为了在深度学习的角度进行详细的调查,对单像超分辨率的最新进展进行详细的调查,同时还将告知图像超分辨率的初始经典方法。该调查将图像SR方法分类为四个类别,即经典方法,基于学习的方法,无监督学习的方法和特定领域的SR方法。我们还介绍了SR的问题,以提供有关图像质量指标,可用参考数据集和SR挑战的直觉。使用参考数据集评估基于深度学习的方法。一些审查的最先进的图像SR方法包括增强的深SR网络(EDSR),周期循环gan(Cincgan),多尺度残留网络(MSRN),Meta残留密度网络(META-RDN) ,反复反射网络(RBPN),二阶注意网络(SAN),SR反馈网络(SRFBN)和基于小波的残留注意网络(WRAN)。最后,这项调查以研究人员将解决SR的未来方向和趋势和开放问题的未来方向和趋势。
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对于机器人来说,在混乱的场景中抓住检测是一项非常具有挑战性的任务。生成合成抓地数据是训练和测试抓握方法的流行方式,DEX-NET和GRASPNET也是如此。然而,这些方法在3D合成对象模型上生成了训练掌握,但是在具有不同分布的图像或点云上进行评估,从而降低了由于稀疏的掌握标签和协变量移位而在真实场景上的性能。为了解决现有的问题,我们提出了一种新型的policy抓取检测方法,该方法可以用RGB-D图像生成的密集像素级抓握标签对相同的分布进行训练和测试。提出了一种并行深度的掌握生成(PDG生成)方法,以通过并行的投射点的新成像模型生成平行的深度图像;然后,该方法为每个像素生成多个候选抓地力,并通过平坦检测,力闭合度量和碰撞检测获得可靠的抓地力。然后,构建并释放了大型综合像素级姿势数据集(PLGP数据集)。该数据集使用先前的数据集和稀疏的Grasp样品区分开,是第一个像素级掌握数据集,其上的分布分布基于深度图像生成了grasps。最后,我们建立和测试了一系列像素级的抓地力检测网络,并通过数据增强过程进行不平衡训练,该过程以输入RGB-D图像的方式学习抓握姿势。广泛的实验表明,我们的policy掌握方法可以在很大程度上克服模拟与现实之间的差距,并实现最新的性能。代码和数据可在https://github.com/liuchunsense/plgp-dataset上提供。
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With the development of convolutional neural networks, hundreds of deep learning based dehazing methods have been proposed. In this paper, we provide a comprehensive survey on supervised, semi-supervised, and unsupervised single image dehazing. We first discuss the physical model, datasets, network modules, loss functions, and evaluation metrics that are commonly used. Then, the main contributions of various dehazing algorithms are categorized and summarized. Further, quantitative and qualitative experiments of various baseline methods are carried out. Finally, the unsolved issues and challenges that can inspire the future research are pointed out. A collection of useful dehazing materials is available at \url{https://github.com/Xiaofeng-life/AwesomeDehazing}.
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在本文中,我们提出了一种新的深度神经网络架构,用于联合类禁止对象分割和使用平行板夹持器的机器人拾取任务的掌握检测。我们引入深度感知的坐标卷积(CoordConv),一种方法来提高基于点提案的对象实例分段精度,在复杂的场景中不添加任何其他网络参数或计算复杂性。深度感知CoordConv使用深度数据来提取有关对象位置的先前信息以实现高度准确的对象实例分段。这些产生的分割掩模与预测的掌握候选者组合,导致使用平行板夹具抓住的完整场景描述。我们评估掌握检测和实例分割对具有挑战性机器人拣选数据集的准确性,即SIL \'EANE和OCID_GRASP,并展示了在真实世界机器人采摘任务上的联合掌握检测和分割的益处。
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成功掌握对象的能力在机器人中是至关重要的,因为它可以实现多个交互式下游应用程序。为此,大多数方法要么计算兴趣对象的完整6D姿势,要么学习预测一组掌握点。虽然前一种方法对多个对象实例或类没有很好地扩展,但后者需要大的注释数据集,并且受到新几何形状的普遍性能力差的阻碍。为了克服这些缺点,我们建议教授一个机器人如何用简单而简短的人类示范掌握一个物体。因此,我们的方法既不需要许多注释图像,也不限于特定的几何形状。我们首先介绍了一个小型RGB-D图像,显示人对象交互。然后利用该序列来构建表示所描绘的交互的相关手和对象网格。随后,我们完成重建对象形状的缺失部分,并估计了场景中的重建和可见对象之间的相对变换。最后,我们从物体和人手之间的相对姿势转移a-prioriz知识,随着当前对象在场景中的估计到机器人的必要抓握指令。与丰田的人类支持机器人(HSR)在真实和合成环境中的详尽评估证明了我们所提出的方法的适用性及其优势与以前的方法相比。
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Visual perception plays an important role in autonomous driving. One of the primary tasks is object detection and identification. Since the vision sensor is rich in color and texture information, it can quickly and accurately identify various road information. The commonly used technique is based on extracting and calculating various features of the image. The recent development of deep learning-based method has better reliability and processing speed and has a greater advantage in recognizing complex elements. For depth estimation, vision sensor is also used for ranging due to their small size and low cost. Monocular camera uses image data from a single viewpoint as input to estimate object depth. In contrast, stereo vision is based on parallax and matching feature points of different views, and the application of deep learning also further improves the accuracy. In addition, Simultaneous Location and Mapping (SLAM) can establish a model of the road environment, thus helping the vehicle perceive the surrounding environment and complete the tasks. In this paper, we introduce and compare various methods of object detection and identification, then explain the development of depth estimation and compare various methods based on monocular, stereo, and RDBG sensors, next review and compare various methods of SLAM, and finally summarize the current problems and present the future development trends of vision technologies.
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Currently, most deep learning methods cannot solve the problem of scarcity of industrial product defect samples and significant differences in characteristics. This paper proposes an unsupervised defect detection algorithm based on a reconstruction network, which is realized using only a large number of easily obtained defect-free sample data. The network includes two parts: image reconstruction and surface defect area detection. The reconstruction network is designed through a fully convolutional autoencoder with a lightweight structure. Only a small number of normal samples are used for training so that the reconstruction network can be A defect-free reconstructed image is generated. A function combining structural loss and $\mathit{L}1$ loss is proposed as the loss function of the reconstruction network to solve the problem of poor detection of irregular texture surface defects. Further, the residual of the reconstructed image and the image to be tested is used as the possible region of the defect, and conventional image operations can realize the location of the fault. The unsupervised defect detection algorithm of the proposed reconstruction network is used on multiple defect image sample sets. Compared with other similar algorithms, the results show that the unsupervised defect detection algorithm of the reconstructed network has strong robustness and accuracy.
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我们提出了GRASP提案网络(GP-NET),这是一种卷积神经网络模型,可以为移动操纵器生成6-DOF GRASP。为了训练GP-NET,我们合成生成一个包含深度图像和地面真相掌握信息的数据集,以供超过1400个对象。在现实世界实验中,我们使用egad!掌握基准测试,以评估两种常用算法的GP-NET,即体积抓地力网络(VGN)和在PAL TIAGO移动操纵器上进行的GRASP抓取网络(VGN)和GRASP姿势检测包(GPD)。GP-NET的掌握率为82.2%,而VGN为57.8%,GPD的成功率为63.3%。与机器人握把中最新的方法相反,GP-NET可以在不限制工作空间的情况下使用移动操纵器抓住对象,用于抓住对象,需要桌子进行分割或需要高端GPU。为了鼓励使用GP-NET,我们在https://aucoroboticsmu.github.io/gp-net/上提供ROS包以及我们的代码和预培训模型。
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智能服务机器人需要能够在动态环境中执行各种任务。尽管在机器人抓住方面取得了重大进展,但机器人在非结构化的现实环境中给出不同的任务时,机器人可以决定掌握位置仍然是一项挑战。为了克服这一挑战,创建一个正确的知识表示框架是关键。与以前的工作不同,在本文中,任务定义为三联体,包括掌握工具,所需的动作和目标对象。我们所提出的算法给予(掌握 - Action-Target Embeddings和关系)模型掌握工具之间的关系 - 嵌入空间中的目标对象 - 目标对象。要验证我们的方法,为特定于任务的GRASPing创建了一种新型数据集。给予新数据集的培训,并实现特定于任务的掌握推理,以94.6%的成功率。最后,在真正的服务机器人平台上测试了等级算法的有效性。等级算法在人类行为预测和人机互动中具有潜力。
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