搜档网
当前位置:搜档网 › 基于机器学习的流量分类

基于机器学习的流量分类

基于机器学习的流量分类
基于机器学习的流量分类

基于机器学习的加密流量分类研究

引言

随着互联网技术不断发展,网络规模逐渐增大,网络应用业务类型不断涌现。网络应用迅速产生了大量流量,对网络业务的识别,监视,控制和安全管理方面带来巨大的挑战。互联网各种应用类型有着自身的统计特征,通过分析这些特征,可以对网络流量进行有效分类,帮助网络管理人员对网络流量进行控制。

传统的流量分类方案一般是基于数据包载荷信息,数据包头部信息,服务端口号等,但是随着动态端口,加密,网络代理,多重封装等技术,例如,一些网络恶意攻击行为经常采用web默认80端口进行通信,因此传统分类方法受到很大挑战,因此采用机器学习方法进行网络流量分类成为研究热点,根据网络流属性的统计特征,建立分类模型,可以有效规避上述问题,取得了很好的分类效果,受到学术界广泛关注。

相关工作

目前,已经有大量的机器学习算法被应用于网络流量分类,其中有代表性的学习算法有:朴树贝叶斯(NB),贝叶斯神经网络(BNN),C4.5算法,支持向量机(SVM)等,通过对网络流量的属性特征进行统计,运用机器学习算法建立分类模型,可以对未知流量进行分类或预测。近期的相关研究工作的贡献如下:

2005年,剑桥大学的Moore[1]等人提出基于概率模型的朴素贝叶斯方法,该方法利用先验概率和样本数据信息,计算出最大的后验概率值,从而得出样本类型,该方法具有较高的分类精度,建模开销小的特点。但是该方法要求参与分类的各项属性条件独立而且遵循高斯分布,然而在流量分类问题中,原始的网络流属性集合很难满足上述条件,因此该方法的实际应用受到极大限制。Panchenko[2]等人采用包括总传输的字节数、总传输数据包个数、每个方向数据包比例、html文件的大小、及数据包的大小等特征作为候选属性集,利用SVM(支持向量机)算法进行分类,在样本总类512以下,有载荷加密,数据包填充,网络代理等防御措施下,分类精度可以达到80%,然而该方法只针对网页应用进行类型识别。Kevin P. Dyer [3]等人提出利用一条数据流的总传输时间、每个方向的带宽总消耗、bursts bandwith等粗粒度信息作为特征集而不考虑每个数据包信息(大小及方向)之类的细粒度特征,这样可以有效降低数据包填充等防御措施对分类精度的影响,该方法取得了与Panchenko等人相似的精度。

国内方面,国防科学技术大学的王锐等人率先将支持向量SVM(support vector machine)方法应用到P2P 流的识别领域.他们利用网络连接数相关的统计属性将网络流简单划分为P2P 流和非P2P 流,然而他们所用的统计属性依赖于应用的连接模式,因此,该方法与基于传输层行为的流量识别方法相似,分类结果的稳定性极易受到网络环境的影响。

本文研究的目的在于找到一种能够检测恶意网络行为的数据流量,提出了一种在现有的传统分类模型的基础下,采用基于决策树算法的分类模型对流量进一步进行判别来检测出异常流量的两层结构。

3、分类结构

3.1 分类模型如下图所示:

(1)利用常用协议通信端口的不同,可将流量初步分类,如http(80)、https(443)、VoIP 等协议。

(2)初步分类之后,只能确定应用类型,还不能确定具体的网络服务商,是否为恶意流量等信息,所以有必要利用机器学习分类器对流量进行更详细的判别,并能检测出异常流量信息。

3.2 特征选取

机器学习分类阶段主要任务是根据网络流统计特征样本建立流量分类模型,特征选择和模型建立是该步骤核心子任务。选取适当的网络特征对分类精度有直接影响。由于网络流量的属性特征存在冗余,对分类作用不大。特征选择就是要挑选兼顾计算精度和计算开销的最优特征属性集。正如文献[3] 中的分析,粗粒度信息具有很好的分类效率,本文主要采用流量的粗粒度属性特征:

(1)流量中各个方向数据传输总字节数,及各所占比例。

(2)网络流量中数据传输方向改变的次数。

(3)前20个burst数据包的大小及burst 总数。

(4)总的传输时间和总的带宽消耗。

3.3 决策树算法

3.4 分类器模型

4 实验验证

4.1 实验平台及分析工具

本文所使用的数据挖掘工具是Weka-3.5.6[17].该工具是由新西兰怀卡托大学Witten 教授等人开发的开源工作平台.该平台利用Java 语言实现了决策树、朴素贝叶斯等多种机器学习方法。运行windows 7 系统的PC

4.2 数据采集

Wireshark

4.3 特征提取

4.4 实验结果与分析

工业机器人应用技术课程标准

工业机器人应用技术课程标准 、课程基本信息 先修课程:机械设计基础、电气控制与PLG机电设备故障诊断与维修 后续课程:工业机器人现场编程、自动化工业生产的安装与调试 课程类型:专业选修课 二、课程性质 工业机器人技术是一种综合性的机电一体化技术,包括传动机构、伺服系统、数据处理、人机对话以及与机器人工作性质对应的控制功能等。 本门课程致力培养学生具有机器人安装、调试和维护方面等基础知识的专业选修课,课程理论和应用技术紧密结合,使学生能在较短的时间内了解生产现场最需要的工业机器人的实际应用技术。 三、课程的基本理念 以典型案例为载体,设计课程结构;以职业岗位能力要求为基础,改革课程内 容;以职业素质培养为主线,提升学生职业能力。 四、课程设计 该课程以工业机器人常用的技术原理与应用知识为载体,让学生了解工业机器人基 本原理和应用技能为目标,选取基本工业机器人的机械机构和运动控制、基本操作、搬运机器人及其操作应用、码垛机器人及其操作应用、焊接机器人及其操作应用、涂装机器人及其操作应用、装配机器人及其操作应用等内容,采用任务驱动的方式组织教学内容,以典型案例为载体讲述工业机器人的基础知识,培养学生了解和掌握工业机器人应

用能力。教学的过程是:案例导入T相关知识一案例讲解一知识拓展。 五、课程的目标 (一)总目标 通过本门学习领域课程工作任务的完成,使学生了解工业机器人的分类、特点、组成、工作原理等基本理论和技术,掌握工业机器人的使用的一般方法与流程,具备工业机器人选型、操作以及工作站设计等解决实际问题的基本技能,使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标,提高其实际应用技能,并使学生养成善于观察、独立思考的习惯,同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。 (二)具体目标: 1知识: 通过本课程的学习,使学生掌握工业机器人的结构,工业机器人的环境感觉技术,工业机器人控制,工业机器人系统等方面的知识。 2、能力 (1)了解如何操作工业机器人,完成简单的动作。 (2)掌握各种工业机器人的构造原理以及特点。 (3)能分析出简单的故障所在。 (4)能设计出简单的末端操作器。 3、素质 (1)培养学生对机器人的兴趣,培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神 (2)培养科学的学习态度与作风,利用先进技术进行开拓创新的专业思维。 (3)培养良好的专业触觉。 六、课程内容与学时分配 (一)课程内容与学时分配表

工业机器人的概念与典型应用(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 1.1 工业机器人的定义及特点 1.2 工业机器人的分类 关于工业机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按应用领域分。下面依据几个有代表性的分类方法列举机器人的分类。 1.按工业机器人结构坐标系统特点方式分类 按结构坐标系统特点方式分,机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型(球面坐标型)机器人、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人等五类。 2.按工业机器人执行机构的控制方式分类 (1)点位控制方式机器人 控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动,而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。 (2)连续轨迹控制型机器人 控制时要求工业机器人严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,并且速度可控,轨迹光滑,运动平稳。 (3)力(力矩)控制型机器人 在完成装配、抓放物体等工作时,除要准确定位之外,还要求使用适度的力或力矩进行工作。 (4)智能控制型机器人 机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的信息,并根据自身内部的知识库做出相应的决策的控制方式。 3.按程序输入方式分类 按程序输入方式可分为离线输入型和示教输入型两类。 (1)离线输入型机器人是将计算机上已编号的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制系统。

食品、饮料包装;搬运;真空包装塑料、轮胎上下料;去毛边 冶金、钢铁钢、合金锭搬运;码垛;铸件去毛刺;浇口切割 家电、家具装配;搬运;打磨;抛光;喷漆;玻璃制品切割、雕刻 海洋勘探深水勘探;海底维修;建造 航空航天空间站检修;飞行器修复;资料收集 军事防爆;排雷;兵器搬运;放射性检测 焊接机器人技术的新发展 将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点,是焊接生产线的重要组成部分。将激光器安装在焊接机器人上进行焊接,大大提高了焊接机器人的焊接质量和适用范围,在船板、汽车生产线中激光焊接机器人具有越来越重要的地位。图1所示为CO 2 激光焊接机器人。

工业机器人分类本体结构及技术指标

工业机器人分类、本体结构和技术指标 “工业机器人”专项技能培训——杜宇 英属哥伦比亚大学(UBC)博士 大连大华中天科技有限公司CEO 主要内容 一、常用运动学构型 二、机器人的主要技术参数 三、机器人常用材料 四、机器人主要结构 五、机器人的控制系统 一、常用运动学构形 1、笛卡尔操作臂 优点:很容易通过计算机控制实现,容易达到高精度。 缺点:妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。 ①焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、 分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟 随、排爆等一系列工作。 ②特别适用于多品种,便批量的柔性化作业,对于稳定,提 高产品质量,提高劳动生产率,改善劳动条件和产品的快速 更新换代有着十分重要的作用。 2、铰链型操作臂(关节型) 关节机器人的关节全都是旋转的, 类似于人的手臂,工业机器人中最 常见的结构。它的工作范围较为复杂。 ①汽车零配件、模具、钣金件、塑料制品、运动器材、玻璃制品、陶 瓷、航空等的快速检测及产品开发。 ②车身装配、通用机械装配等制造质量控制等的三坐标测量及误差检 测。 ③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作。 ④汽车整车现场测量和检测。 ⑤人体形状测量、骨骼等医疗器材制作、人体外形制作、医学整容等。 3、SCARA操作臂 SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们 在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有 很强的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器 人在装配作业中获得了较好的应用。 ①大量用于装配印刷电路板和电子零部件 ②搬动和取放物件,如集成电路板等 ③广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、 药品工业和食品工业等领域. ④搬取零件和装配工作。

工业机器人种类介绍

工业机器人种类介绍 关键词:机器人,种类介绍移动机器人 (AGV) 移动机器人(AGV)是工业机器人的一种类型,它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。 国际物流技术发展的新趋势之一,而移动机器人是其中的核心技术和设备,是用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线,实现点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合,实现精细化、柔性化、信息化,缩短物流流程,降低物料损耗,减少占地面积,降低建设投资等的高新技术和装备。 点焊机器人 焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等 焊接机器人 特点,焊接质量明显优于人工焊接,大大提高了点焊作业的生产率。 点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作,生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系,向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国,在该领域占据市场主导地位。 随着汽车工业的发展,焊接生产线要求焊钳一体化,重量越来越大,165公斤点焊机器人是当前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月,机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人,并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月,经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收,该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。 弧焊机器人 弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域,国际大 弧焊机器人 型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。

工业机器人技术

机器人技术 机器人在人类生产作业中的重要应用 学院:机械工程学院 专业: 液压元件与控制 班级: 08级5班 学号: 080803110250 姓名:卢红兵

一、研究意义与必要性 国际标准化组织(ISO)曾于1987年对工业机器人进行定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”该定义与美国机器人学会(RIA)和日本工业标准(JIS)对工业机器人的定义相近。工业机器人主要用于制造业中,随着机器人技术的发展,它目前已广泛地用于汽车、机械制造、电子工业及塑料制品等生产领域,进而扩展到核能、采矿、冶金、石油、化学、航空、航天、船舶、建筑、纺织、制衣、医药、生化、食品等工业领域,机器人将成为人类社会生产活动的“主劳力”,人类将从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产劳动中解放出来,从而有更多的时间去学习、研究和创造。 工业机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程功能的多功能操作机,多以机械臂的形式出现,这种操作机具有几个轴,能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置以执行各种任务。在日本,单轴机器人同样被列入工业机器人的范畴。 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 工业机器人是机器人的一个重要分支,它的特点是可通过编程完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器人各自的优点,尤其是体现了人的智能和适应性,机器作业的准确性和在各种环境中完成作业的能力。因而在国民经济各个领域中具有广阔的应用前景 机器人技术是综合了机械学、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域,机器人的应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。 二、国内外研究现状及分析 日本是当今的工业机器人王国,既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国。但实际上工业机器人的诞生地是美国。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人,他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动,而且不需要报酬和休息,任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂,生产unimate工业机器人。如图1所示。

【配套K12】工业机器人技术及应用(教案)1

工业机器人技术及应用(教案)1 第一章绪论 什么是工业机器人为何发展工业机器人工业机器人发展概况工业机器人的诞生工业机器人的发展工业机器人的分类及应用工业机器人的分类工业机器人的应用学习目标 *掌握工业机器人的定义 *了解工业机器人的发展事和历程 *熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用导入案例 富士康“百万机器人”上岗折射中国制造业升级 20XX 年,富士康 CEO 郭台铭表示,希望到 20XX 年底装配 30 万台机器人,到 20XX 年装配 100 万台,要在 5 到 10 年数年内通过自动化消除简单重复性的工序。机器人的投产使用,可将目前的人力资源转移到具备更高附加值的岗位上,这也符合将我国“人口红利”转为“人才红利”的大目标。 这一工业机器人的井喷潮涌,何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一个工位上,将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献?我们对此充满期待。课堂认知 什么是工业机器人

机器人涉及到人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。 美国:一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的,通过程序动作来执行种种任务的,并具有编程能力的多功能操作机。 日本: 一种带有存储器件和末端操作器的通用机械,它能够通过自动化的动作替代人类劳动。 中国: 一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。 ISO一种能自动控制,可重复编程,多功能、多自度的操作机,能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。 广义地说:工业机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器。它具有四个基本特征:①特定的机械机构 ②通用性 ③不同程度的智能④独立性 为何发展机器人 让机器人替人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作。 ABB 给出十大投资机器人的理:第一,降低运营成本;第二,提升产品质量与一致性;第三,改善员工的工作环境;第四,扩大产能;第五,增强生产的柔

工业机器人背景介绍

郑州领航机器人有限公司 工业机器人的背景介绍 机器人是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并成为现代机械制造中的一个重要组成部分。机器人显著地提高了劳动生产率,改善产品质量,对改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。因而受到各先进国家的重视,投入大量人力物力加以研究和应用。 工业机器人是机器人学的一个分支,它代表了机电一体化的最高成就。工业机器人,一般指的是在工厂车间环境中,配合自动化生产的需要,代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备,以执行种种任务”。它综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果,是机电一体化技术的典型代表。随着科学技术的不断发展,人们对机器人的工作能力提出了更高的要求,不仅要求机器人的外形美观、操作简单,而且具有一定的稳定性、灵活性和开放性。

随着科学和技术的不断发展,在过去的几个世纪里,人类在许多方面都取得了重大的进展。机器人技术作为人类最伟大的发明之一,自2世纪60 年代初问世以来,经历了短短的50 年,已取得巨大的进步。工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后,已成为制造业中必不可少的核心装备,而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴,而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。据世界机器人联合会统计,仅2014 年全球工业机器人销量就达到22.5万部,较上年增长27%,触及纪录最高点。预计2015 年增长率会更大。根据2012 年的统计,世界使用机器人最多的国家是日本,约31 万台;其次为美国、德国的16 万台和韩国的14 万台。 我国的工业机器人发展的历史已经有20 多年,从“七五”科技攻关开始,正式列入国家计划,在国家的组织和支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破,而且在工业机器人整机方面,己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术,并成功的应用于生产,掌握了相关的应用工程知识。但总的看来,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。我国目前拥有工业机器人为13 万台,位居世界第五。同发达国家相比,我国机器人密度仍然较低,因此机器人需求量很大,以目前25%的年增长率,我国工业机器人保有量有望在2018 年超越日本达到世界

工业机器人分类介绍

1.2 Industrial robots - definition and classification 1.2.1 Definition (ISO 8373:2012) and delimitation The annual surveys carried out by IFR focus on the collection of yearly statistics on the production, imports, exports and domestic installations/shipments of industrial robots (at least three or more axes) as described in the ISO definition given below. Figures 1.1 shows examples of robot types which are covered by this definition and hence included in the surveys. A robot which has its own control system and is not controlled by the machine should be included in the statistics, although it may be dedicated for a special machine. Other dedicated industrial robots should not be included in the statistics. If countries declare that they included dedicated industrial robots, or are suspected of doing so, this will be clearly indicated in the statistical tables. It will imply that data for those countries is not directly comparable with those of countries that strictly adhere to the definition of multipurpose industrial robots. ?Wafer handlers have their own control system and should be included in the statistics of industrial robots. Wafers handlers can be articulated, cartesian, cylindrical or SCARA robots. Irrespective from the type of robots they are reported in the application “cleanroom for semiconductors”. ?Flat panel handlers also should be included. Mainly they are articulated robots. Irrespective from the type of robots they are reported in the application “cleanroom for FPD”. Examples of dedicated industrial robots that should not be included in the international survey are: ?Equipment dedicated for loading/unloading of machine tools (see figure 1.3). ?Dedicated assembly equipment, e.g. for assembly on printed circuit boards (see figure 1.3). ?Integrated Circuit Handlers (pick and place) ?Automated storage and retrieval systems ?Automated guided vehicles (AGVs) (see “World Robotics Service Robots”) The submission of statistics on industrial robots is mandatory for IFR member associations. In some countries, however, data is also collected on all types of manipulating industrial robots, that is, both multipurpose and dedicated manipulating industrial robots. Optionally, national robot associations may therefore also submit statistics on all types of manipulating industrial robots, which will be included in the publication World Robotics under the respective country chapter. Industrial robot as defined by ISO 8373:2012: An automatically controlled, reprogrammable, multipurpose manipulator programmable in three or more axes, which can be either fixed in place or mobile for use in industrial automation applications

工业机器人技术课程总结()

工业机器人技术课程总结 任课: 班级: 学号: 姓名: 之前在工厂实习见识和操作过很多工业机器人,有焊接机器人,涂装机器人,总装机器人等,但是学习了盖老师教授的工业机器人课程,才真正算是进入了工业机器人的理论世界学习机器人的相关知识。以下是课程总结。 一、第一章主要是对机器人的概述,从机器人的功能和应用、机器人的机构以及机器人的规格全面呈现学习机器人的框架。 研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动,以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业,因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展,工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合,己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业,也都开始使用机器人。本书主要介绍工业机器人,对譬如军用机器人等涉及不多。 机器人的机构方面,主要介绍了操作臂的工作空间形式、手腕、手爪、和闭链结构操作臂。工作空间形式常见的有直角坐标式机器人、圆柱坐标式机器人、球(极)坐标式机器人、SCARA机器人以及关节式机器人。手腕的形式也可分为二自由度球形手腕、三轴垂直相交的手腕以及连续转动手腕。同时手爪也可分为夹持式手爪、多关节多指手爪、顺应手爪。机器人的其他规格主要介绍驱动方式、自动插补放大、坐标轴数、工作空间、承载能力、速度和循环时间、定位基准和重复性以及机器人的运行环境。第一章的内容主要是对机器人各个方面有个简单的介绍使机器人更形象化和具体化。工业机器人定义为一种拟人手臂、手腕和手功能的机电一体化装置,能将对象或工具按照空间位置姿态的要求移动,从而完成某一生产的作业要求。工业机械应用:主要代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调重复劳动。它带来的好处:减少劳动力费用提高生产率改进产品质量增加制造过程柔性减少材料浪费控制和加快库存的周转消除了危险和恶劣的劳动岗位。机器人的直角坐标型:结构简单;定位精度高;空间利用率低;操作范围小;

工业机器人的分类

1.1工业机器人的分类 工业机器人对现在新兴产业的发展和传统产业的转型都起着至关重要的作用。现在越来越广泛的应用于各行各业,随着工业机器人市场的火爆,其种类也是花样百出。关于工业机器人的分类,国际上并没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按结构分,有的按应用领域分,按机器人的发展等级可大致分为以下几种,见表1。 表1机器人的分类及功能概要 以下是按照设备的机械机械结构(坐标形式)和用途对机器人进行分类。 1.1.1根据机械结构(坐标形式)分类 工业机器人按其几何结构形式来分,可归为两大类:串联机器人与并联机器人。 串联机器人是开式运动链,它是由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联而成。关节由驱动器驱动,关节的相对运动导致连杆的运动,使手爪到达一定的位姿。如图1-1所示。

图1-1 KUKA六轴关节机器人 并联机器人可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机器人,如图1-2所示。 图1-2 IRB 360 FlexPicker并联机器人 1.1.1.1串联机器人 串联机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。按基本动作机构,工业机器人通常可分为柱坐标机器人、球坐标机器人、笛卡尔坐标机器人和多关节型机器人。 1.柱坐标机器人 当水平臂或杆架安装在一垂直柱上,而该柱又安装在一个旋转基座上,这种结构可称为柱坐标机器人,如图1-3所示。柱坐标机器人具有一个回转和两个平移自由度,其动作空间

呈圆柱体。其运动特点如下: ●手臂可伸缩(沿r方向) ●滑动架(或托板)可沿柱上下移动(z轴方向) ●水平臂和滑动架组合件可作为基座上的一个整体而旋转(绕z轴) 一般旋转不允许超过360°,因为有液压、电气或气动联接机构或连线造成的这种约束。 根据机械上的要求,其手臂伸出长度有一最小值和最大值,所以机器人总的体积或其工作包络范围呈圆柱体。 图1-3柱坐标机器人示意图 2.球坐标机器人 球坐标机器人的空间位置分别由旋转、摆动和平移3个自由度确定。由于机械和驱动连线的限制,机器人的工作包络范围是球体的一部分,如图1-4所示。 θβ R 图1-4球坐标机器人示意图

基于机器学习的流量分类

基于机器学习的加密流量分类研究 引言 随着互联网技术不断发展,网络规模逐渐增大,网络应用业务类型不断涌现。网络应用迅速产生了大量流量,对网络业务的识别,监视,控制和安全管理方面带来巨大的挑战。互联网各种应用类型有着自身的统计特征,通过分析这些特征,可以对网络流量进行有效分类,帮助网络管理人员对网络流量进行控制。 传统的流量分类方案一般是基于数据包载荷信息,数据包头部信息,服务端口号等,但是随着动态端口,加密,网络代理,多重封装等技术,例如,一些网络恶意攻击行为经常采用web默认80端口进行通信,因此传统分类方法受到很大挑战,因此采用机器学习方法进行网络流量分类成为研究热点,根据网络流属性的统计特征,建立分类模型,可以有效规避上述问题,取得了很好的分类效果,受到学术界广泛关注。 相关工作 目前,已经有大量的机器学习算法被应用于网络流量分类,其中有代表性的学习算法有:朴树贝叶斯(NB),贝叶斯神经网络(BNN),C4.5算法,支持向量机(SVM)等,通过对网络流量的属性特征进行统计,运用机器学习算法建立分类模型,可以对未知流量进行分类或预测。近期的相关研究工作的贡献如下: 2005年,剑桥大学的Moore[1]等人提出基于概率模型的朴素贝叶斯方法,该方法利用先验概率和样本数据信息,计算出最大的后验概率值,从而得出样本类型,该方法具有较高的分类精度,建模开销小的特点。但是该方法要求参与分类的各项属性条件独立而且遵循高斯分布,然而在流量分类问题中,原始的网络流属性集合很难满足上述条件,因此该方法的实际应用受到极大限制。Panchenko[2]等人采用包括总传输的字节数、总传输数据包个数、每个方向数据包比例、html文件的大小、及数据包的大小等特征作为候选属性集,利用SVM(支持向量机)算法进行分类,在样本总类512以下,有载荷加密,数据包填充,网络代理等防御措施下,分类精度可以达到80%,然而该方法只针对网页应用进行类型识别。Kevin P. Dyer [3]等人提出利用一条数据流的总传输时间、每个方向的带宽总消耗、bursts bandwith等粗粒度信息作为特征集而不考虑每个数据包信息(大小及方向)之类的细粒度特征,这样可以有效降低数据包填充等防御措施对分类精度的影响,该方法取得了与Panchenko等人相似的精度。 国内方面,国防科学技术大学的王锐等人率先将支持向量SVM(support vector machine)方法应用到P2P 流的识别领域.他们利用网络连接数相关的统计属性将网络流简单划分为P2P 流和非P2P 流,然而他们所用的统计属性依赖于应用的连接模式,因此,该方法与基于传输层行为的流量识别方法相似,分类结果的稳定性极易受到网络环境的影响。 本文研究的目的在于找到一种能够检测恶意网络行为的数据流量,提出了一种在现有的传统分类模型的基础下,采用基于决策树算法的分类模型对流量进一步进行判别来检测出异常流量的两层结构。

工业机器人技术应用

2018年江苏省高等职业院校技能大赛 “工业机器人技术应用”赛项竞赛规程 一、赛项名称 工业机器人技术应用 二、竞赛目的 赛项以“中国制造2025”规划为背景,针对装备制造业转型升级对岗位技能提升的要求,引导职业院校关注行业在“工业机器人技术应用”方面的发展趋势及新技术的应用,促进工学结合人才培养模式和课程的改革与创新。通过技能大赛,展示参赛选手维护、调试、操控机器人的技能,检阅参赛队组织管理、团队协作、工作效率、质量与成本控制、安全意识等职业素养,提升高职院校专业教师的指导水平,以赛促教,为工业机器人及系统在企业中的应用提供人才保障。 三、竞赛方式 竞赛为团体赛。每支参赛队最多由6人组成,其中领队1人(可由指导教师兼任),参赛选手3人(其中队长1人),指导教师2人。 四、竞赛内容 参赛选手在规定时间(4小时30分钟)内,以现场操作的方式,根据赛场提供的有关资料和赛项任务书,完成基本赛项任务及综合赛项任务。 基本赛项任务: 1.生产线空间位置调整、传感器安装及基本功能调试。 2.六关节机器人手爪的安装及手爪控制设备的安装调试。 3.六关节机器人参数设定、标定、现场示教编程及复现;六关节机器人安全工作区间建立。 4.AGV机器人上部输送线安装与调试;工业以太网络连接等。

5.按任务要求完成机器视觉系统的设定、流程编辑,实现托盘流水线上的缺陷工件检测和工件形状种类的识别、工件库建立及坐标变换。 6.完成满足控制要求的立库码垛机和主控系统的人机界面及PLC 控制程序编制。 7.主控PLC、触摸屏、六关节机器人、流水线、立体仓库的网络建立和程序联调测试。 综合赛项任务: 1.由裁判将放有工件的托盘随机摆放到立库各仓位中,由立库码垛机根据赛项任务书的要求,依次取出托盘并放置到磁导AGV小车上。 2.磁导AGV小车每次可以携带3个托盘,沿着磁导线运动并对接到托盘流水线,自动完成立库与托盘流水线之间的工件运输。 3.托盘流水线上设置了视觉检测系统,通过对托盘上的工件进行识别,区分出不同的工件;并将托盘中工件的坐标数据传送到主控PLC 中。 4.由主控PLC通过工业网络操控多关节机器人实现所有工件的抓取、摆放和装配。 1)选用合适的工具自动抓取托盘上不同类型的工件,对合格工件和缺陷工件进行分拣; 2)根据赛项任务书的要求,将抓取的合格工件摆放在装配流水线上的相应位置以完成装配。工件在装配流水线上的具体摆放方式以及装配要求在赛项任务书中有明确规定。 五、竞赛试题 (一)采取提前公开竞赛样题的方式进行比赛,赛前一个月公布样题。 (二)备有10套以上竞赛用试题,每场次比赛试卷由赛点裁判组

工业机器人分类有哪些

工业机器人分类有哪些 所谓,工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种: 1.直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动; 2.圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作; 3.球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;

4.关节型的臂部有多个转动关节。 多轴机器人又称单轴机械手,工业机械臂,电缸等,是以XYZ直角坐标系统为基本数学模型,以伺服电机、步进电机为驱动的单轴机械臂为基本工作单元,以滚珠丝杆、同步皮带、齿轮齿条为常用的传动方式所架构起来的机器人系统,可以完成在XYZ三维坐标系中任意一点的到达和遵循可控的运动轨迹。 多轴机器人采用运动控制系统实现对其的驱动及编程控制,直线、曲线等运动轨迹的生成为多点插补方式,操作及编程方式为引导示教编程方式或坐标定位方式。 串联机器人其串联式结构是一个开放的运动链,其所有运动杆并没有形成一个封闭的结构链。串联机器人的工作空间大,运动分析比较容易可以避免驱动轴之间的耦合效应。但其机构各轴必须要独立控制,并且需要搭配编码器和传感器来提高机构运动时的精准度。 自由度并联机构种类较多,形式较复杂,一般有以下形式: 1.平面3自由度并联机构,如3-RRR机构,它们具有2个移动和一个转动; 2.球面3自由度并联机构,如3-UPS-1-S球面机构,该类机构的运动学正反解都很简单,是一种应用很广泛的3维移动空间机构;

工业机器人原理及应用实例

工业机器人原理及应用实例工业机器人概念 工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置;由计算机控制,是无人参与的自主自动化控制系统;他是可编程、具有柔性的自动化系统,可以允许进行人机联系。可以通俗的理解为“机器人是技术系统的一种类别,它能以其动作复现人的动作和职能;它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途,可以反复调整以执行不同的功能。” 组成结构 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3?6个运动自由度,其中腕部通常有1?3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。 分类工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;关节型的臂部有多个转动关节。 工业机器人按执行机构运动的控制机能,又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行 机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232 串口或者以太网

等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型 的示教方法有两种:一种是由操作者用手动 控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动 系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨 迹操演一遍;另一种是由操作者直接领动执 行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演 一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息 即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时, 控制系统从程序存储器中检出相应信息,将 指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示 教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称 为示教再现型工业机器人。 具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有 识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能, 即成为智能型工业机器人。它能按照人给的 “宏指令”自选或自编程序去适应环境,并 自动完成更为复杂的工作。 四、主要特点 工业机器人最显著的特点有以下几个: (1) 可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2) 拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 (3) 通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器 (手爪、工具等)便可执行不同的作业

工业机器人控制的功能、组成和分类

1. 对机器人控制系统的一般要求 机器人控制系统是机器人的重要组成部分,用于对操作机的控制,以完成特定的工作任务,其基本功能如下: ·记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。 ·示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 ·与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 ·坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 ·人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。 ·传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。 ·位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。 ·故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。 2.机器人控制系统的组成(图1) (1)控制计算机控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等,如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 (2)示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 (3)操作面板由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 (4)硬盘和软盘存储存储机器人工作程序的外围存储器。 (5)数字和模拟量输入输出各种状态和控制命令的输入或输出。 (6)打印机接口记录需要输出的各种信息。 (7)传感器接口用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。 (8)轴控制器完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 (9)辅助设备控制用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 (10)通信接口实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 (11)网络接口 1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC 上用windows库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。 2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Device net、AB Remote I/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET 等。

网络流量分析

网络流量分析概述 摘要 Internet自60年代出现以来发展迅猛,网络规模飞速膨胀,网络流量越来越大,网络信息对人们生活的影响也越来越深远,然而网络中P2P等应用正在大量的消耗网络的带宽资源,从而影响了关键业务的正常展开。因此,通过对网络中的各种业务流量进行分析,建立合适的预测模型就成为网络发展的必要。通过分析,能及时的发现网络中的异常,从而使得网络管理更主动,为网络的持续高性能运行提供主要的保障,为规划、设计网络提供科学依据。 本文首先介绍网络流量数据采集方法,通过分析他们的优缺点让读者对网络数据采集技术有一个初步的了解。然后本文介绍了两种基于不同技术的网络流分类方法: 深度数据包检测技术(DPI)和深度/动态流检测技术(DFI)。在DPI中,主要介绍AC状态机模式匹配算法实现多关键字的快速匹配。而DFI是基于流特征向量的分类方法,本文主要介绍分析了朴素贝叶斯方法。在特征选择方面,介绍了运用相关度和快速的过滤器选择方法(FCBF)来对特征进行筛选,得出有利于分类的特征子集,同时还可以去掉不相关或冗余特征,增加分类的准确性。最后,本文介绍了如何把网络流量分析的结果应用到入侵检测中,以发现网络中的异常。

目录 摘要 (1) 一、网络流量分析概述 (3) 1.1网络流量分析背景 (3) 1.2网络流量分析定义 (3) 1.3网络流量分析目的 (4) 1.4网络流量分析意义 (5) 二、网络流量采集 (6) 2.1 网络流 (6) 2.2 网络流的特性 (6) 2.3 网络流量采集介绍 (6) 2.4 主流网络流量采集技术 (7) 2.4.1 基于网络流量全镜像的采集技术 (7) 2.4.2 基于SNMP的流量采集技术。 (7) 2.4.3 基于 Netflow/sFlow的流量采集技术。 (8) 2.4.4 基于干路中桥接设备的采集技术 (9) 2.4 网络流量采集技术的对比 (10) 三、网络流量分析 (11) 3.1 基于DPI的网络流量分析技术 (11) 3.1.1 DPI提出的背景 (11) 3.1.2 DPI技术研究 (11) 3.1.3 AC自动机算法 (13) 3.1.4 DPI总结 (15) 3.2 基于DFI的网络流量分析技术 (16) 3.2.1 DFI的提出 (16) 3.2.2 基于DFI技术的方法的基本原理 (16) 3.2.3朴素贝叶斯分类器 (16) 3.2.4改进贝叶斯—FCBF(A Fast Correlation-Based Fliter): (17) 3.2.5其他应用DFI技术的模型 (18) 3.3 DPI和DFI的对比: (19) 四、网络流量分析之应用:入侵检测 (20) 4.1入侵检测的基本定义以及方法 (20) 4.2网络流量在异常检测系统中的应用 (21) 4.2.1 特征参数的选取 (21) 4.2.2特征参数变化的提取 (21) 4.2.3.网络流量异常的判断 (22) 五、全文总结 (23) 参考文献 (24)

第十三章 工业机器人机构学

第十三章工业机器人机构学 提要 介绍了工业机器人的组成原理、分类与工作性能特点。 研究了坐标变换与空间物体的位姿与位移的齐次坐标表达;研究了已知各个关节的相对运动时,如何确定工业机器人末端操作器的位姿;研究了已知目标对象的位姿时,如何确定工业机器人各个关节的相对运动量。 13.1 概述 工业机器人是用来搬运材料、零件与工具,进行焊接与喷涂的可再编程的多功能机械手,通过调用不同的程序来完成预设的多种工作任务。

13.2 工业机器人的组成 工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个系统是驱动系统、机构与结构系统、感觉系统、机器人与环境交互系统、人机交互系统和控制系统。 1.机器人的机构与结构系统 工业机器人的机械部分由三部分组成,即机身、手臂和末端操作器。机身可以是固定的,也可以是移动的。手臂进一步划分为上臂和下臂,上臂与机身形成肩关节,上臂与下臂形成肘关节,下臂与末端操作器形成碗关节,如图13.3所示。

2. 机器人手部的机构与结构系统 1) 具有一个相对自由度的末端操作器 2) 具有多个自由度的末端操作器

13.3工业机器人的分类与性能 1)直角坐标型 直角坐标型操作机如图13.6所示,它有三个移动关节(PPP),可使末端操作器作三个方向的独立位移。 该种型式的工业机器人,定位精度较高,空间轨迹规划与求解相对较容易,计算机控制相对较简单。它的不足是空间尺寸较大,运动的灵活性相对较差,运动的速度相对较低。

2)圆柱坐标型 圆柱坐标型操作机如图13.7所示,它有两个移动关节和一个转动关节(PPR),末端操作器的安装轴线之位姿由(z,r,θ)坐标予以表示。该种型式的工业机器人,空间尺寸较小,工作范围较大,末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺点是末端操作器离z轴愈远,其切向线位移的分辨精度就愈低。 3) 球坐标型 球坐标型操作机如图13.8所示,它有两个转动关节和一个移动关节(RRP),末端操作器的安装轴线之位姿由(θ,φ, r)坐标予以表示。该种型式的工业机器人,空间尺寸较小,工作范围较大。

相关主题