[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的刀具特征識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910656404.9
• 申請(qǐng)日: 2019-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN110472635B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明微;許青;周競(jìng)濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V10/44
• 分類號(hào): G06V10/44;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 西安匠星互智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

本發(fā)明公開了一種基于深度學(xué)習(xí)的刀具特征識(shí)別方法，用于解決現(xiàn)有非標(biāo)專用刀具設(shè)計(jì)方法實(shí)用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是從圖像視覺入手，挖掘工件加工特征與刀具的二維工程圖二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)刀具設(shè)計(jì)方案重用。首先基于卷積深度信念網(wǎng)絡(luò)生成模型，融合二維工程圖的結(jié)構(gòu)信息和尺寸信息，對(duì)高維刀具圖進(jìn)行特征提取，獲取低維的刀具特征向量；然后結(jié)合CDBN判別模型和遷移學(xué)習(xí)，在重用刀具特征提取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的基礎(chǔ)上，挖掘加工特征與刀具特征向量的關(guān)聯(lián)關(guān)系；最后通過基于Sofmax的刀具分類和基于夾角余弦法的相似性匹配兩個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)刀具特征向量到歷史刀具設(shè)計(jì)方案的映射，實(shí)用性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非標(biāo)專用刀具設(shè)計(jì)方法，特別是涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的刀具特征識(shí)別方法。

背景技術(shù)

非標(biāo)專用刀具設(shè)計(jì)是一個(gè)非常依賴設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)人員在構(gòu)思刀具設(shè)計(jì)方案時(shí)，通常會(huì)根據(jù)個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將新的刀具設(shè)計(jì)要求與以往的刀具設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行對(duì)比，參考已有的成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，對(duì)以往刀具設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行修改來滿足新刀具的設(shè)計(jì)要求。

目前，關(guān)于刀具設(shè)計(jì)知識(shí)重用方法主要有：基于實(shí)例的推理方法、基于專家系統(tǒng)的方法、基于規(guī)則的推理方法等。文獻(xiàn)“一種基于實(shí)例推理的刀具選配方法研究，航空制造技術(shù)，2015，vol.474(5),77-81”公開了一種基于實(shí)例推理的刀具選配方法。該方法利用以往的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來解決新的刀具選擇問題，重點(diǎn)研究了刀具選配實(shí)例的知識(shí)表示和檢索匹配，首先輸入加工要求等信息，用統(tǒng)一的知識(shí)表示方法加以組織形成問題實(shí)例；然后按照一定的檢索匹配策略從實(shí)例庫(kù)中搜索相似的刀具選配實(shí)例；最后對(duì)檢索匹配出的刀具選擇結(jié)果和切削參數(shù)等信息進(jìn)行修改優(yōu)化，將修改后的信息作為新問題的解決方法。然而，該方法只是針對(duì)通用刀具的選配問題，需要建立統(tǒng)一的知識(shí)表示方法和詳細(xì)的檢索匹配策略，對(duì)于復(fù)雜的非標(biāo)專用刀具并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有非標(biāo)專用刀具設(shè)計(jì)方法實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的刀具特征識(shí)別方法。該方法從圖像視覺入手，挖掘工件加工特征與刀具的二維工程圖二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)刀具設(shè)計(jì)方案重用。首先基于卷積深度信念網(wǎng)絡(luò)生成模型，融合二維工程圖的結(jié)構(gòu)信息和尺寸信息，對(duì)高維刀具圖進(jìn)行特征提取，獲取低維的刀具特征向量；然后結(jié)合CDBN判別模型和遷移學(xué)習(xí)，在重用刀具特征提取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的基礎(chǔ)上，挖掘加工特征與刀具特征向量的關(guān)聯(lián)關(guān)系；最后通過基于Sofmax的刀具分類和基于夾角余弦法的相似性匹配兩個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)刀具特征向量到歷史刀具設(shè)計(jì)方案的映射，實(shí)用性好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于深度學(xué)習(xí)的刀具特征識(shí)別方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、刀具特征提取：從刀具圖中獲得刀具的結(jié)構(gòu)信息和尺寸信息，并構(gòu)造成刀具輸入數(shù)據(jù)矩陣組合：

Y_str＝[[Y_M,str],[Y_S,str],[Y_T,str]] (1)

DF_Y＝[[Y_str],[Y_size]^×16]＝[[Y_M,str],[Y_S,str],[Y_T,str],[Y_size]^×16] (3)

式中，Y_str是代表刀具的結(jié)構(gòu)信息，包括主視圖Y_M,str、側(cè)視圖Y_S,str、俯視圖Y_T,str；Y_size是刀具的尺寸信息，由長(zhǎng)度尺寸向量y_L,size,i、角度尺寸向量y_A,size,i和直徑尺寸向量y_R,size,i構(gòu)成；DF_Y是刀具特征提取網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)。