采用激光辅助装置的机器人视觉跟踪自适应控制

本文从机器人视觉系统的实际问题出发,提出一种采用激光辅助装置的机器人视觉系统对运动目标进行跟踪的自适应控制方案,介绍了自适应系统的结构并对自适应律的设计进行了推导。     

Laser-PSD视觉焊缝自动跟踪系统的研究

设计了一种扫描式Laser-PSD视觉焊缝自动跟踪系统，该系统采用激光二极管作为信号光源、1维位敏元件（PSD）为接收器件组成视觉传感器，并采用单片机作为中央控制器，传感器在坡口上方横向扫描，获得坡口的2维图形，经单片机系统处理计算得出高低、左右偏差，控制焊炬的高低，左右位置，实现了对大坡品时弧自动焊全过程的有效跟踪，通过使用，证明该系统跟踪精度高，抗干扰能力强，工作可靠，能直观显示坡口图像和跟踪状况，操作方便，对生产现场有很强的适应性。     

基于显微镜聚焦的微装配视觉伺服研究

利用显微镜聚焦理论,沿显微镜光轴方向移动物体,不断计算图像的灰度变化之和,可判断出物体沿光轴的坐标,将这一坐标集成在伺服控制方程中,可完成立体视觉跟踪。这样,采用单目视觉系统就可以获得物体的三维坐标,避免了双目立体视觉系统的复杂结构。为了提高系统图像处理速度,利用卡尔曼滤波器对跟踪的特征点进行预测,并用窗口处理技术减小图像处理区域。实验和仿真结果表明,上述方法可完成复杂微装配的视觉跟踪,系统有好的实时性。     

结构光视觉传感器误差分析与结构分析

结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响.本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性.     

基于视觉技术的边缘跟踪轮廓测量系统

激光跟踪测量法在测量工件轮廓方面具有精度高、实时快速、动态测量、操作简单等特点,越来越广泛的被应用.但激光光束易受气象条件影响,不能全天候使用.针对这一问题,介绍了一种基于视觉技术的工件轮廓的跟踪测量,根据系统硬件平台的具体结构采用边缘跟踪轮廓测量可以加快处理速度,对于图像的实时处理有很大好处.基于视觉的边缘跟踪轮廓测量系统利用传统的图象处理,边缘检测和曲线拟合技术,对CCD拍摄下来的图像进行边缘轮廓提取.并像结束点的坐标.结合可重组测量技术达到了高精度检测工件合格率的要求.     

线结构激光仿型测量中的视觉跟踪算法

分析国内现有线结构激光测量系统的特点,提出一各地ＣＮＣ系统的线结构激光仿型测量的视觉跟踪算法;该算法给出了一套较为完整的跟踪策略,解决了超视距和成像则头的自适应调节问题。     

一种智能型焊缝跟踪系统的研制

论述一种智能型焊缝跟踪系统,采用直接拍摄电弧式视觉传感器检测焊缝跟踪偏差,并通过一个自调整模糊控制器实现偏差的调节。整个跟踪过程可通过屏幕实时观察,所有的参数设置都通过人机对话实现。此外,还提出了一种新的焊缝图像处理方法来实时检测焊缝。试验表明,该系统能够对GTAW对接焊缝实现精确的跟踪。     

超长筒段内壁螺旋焊缝跟踪打磨控制研究

针对超长筒段内壁螺旋焊缝的打磨需求,设计了一种高精度内壁螺旋线焊缝打磨控制方法,通过速度反馈匹配、视觉图像补偿等多重手段,建立了实时跟踪检测机制,解决了螺旋线焊缝跟踪不同步的问题,实现了焊缝的精确打磨加工。通过实验验证了此控制方法的可行性,采用西门子的控制系统、伺服驱动器、编码器和视觉图像系统,结合机械结构系统,包括滚轮架、柔顺打磨工具、电机及行走轨道等,搭建全闭环软硬件控制系统平台,经过调试验证,通过图像系统实时监控和实际打磨效果的结合,验证了此方法应用于内壁螺旋线打磨的有效性,实现了精确跟踪打磨。     

基于视觉传感的焊缝跟踪控制系统

介绍了传感器在焊接生产中的应用和视觉传感原理。分析了视觉传感焊缝跟踪系统的原理和特点。提出焊缝图像特征提取方法和流程，以及实施焊缝跟踪控制的方法。系统采用条形光传感方法，选用CCD等光学器件组成焊缝图像传感系统，然后将获取的焊缝图形信息进行识别处理，获得焊接电弧与焊缝中心是否偏离、偏离方向和偏离程度的处理结果。根据这一结果，调整电孤与焊缝中心的相对位置，消除电弧与焊缝的偏离，达到焊接电弧准确跟踪焊缝的目的。     

基于人类视觉特性的机器视觉系统

视觉跟踪是当前计算机视觉领域中的研究热点.根据人类视觉系统视敏度非均匀分布、兼顾全局性与选择性的特点, 构建了一种广域监视与局部精确跟踪相结合的仿生机器视觉系统.用全方位摄像机系统模拟视网膜周边视觉功能, 360°范围内实时检测运动目标和重新定位新的目标; 用PTZ摄像机系统模拟中央凹视觉功能, 完成局部精确注视与平滑跟踪.给出了系统控制策略、运动检测算法及实验结果.为解决视觉跟踪中高分辨率、大视场和实时性三者之间的矛盾提供了一条有价值的途径.     

基于ARM的嵌入式手姿态跟踪设备控制系统研究

人机交互过程中获得人的动作是一个关键,为了实现手部姿态的实时跟踪控制,分析了手形及手部的运动形式和特点,研究设计了一种基于嵌入式系统的手部姿态跟踪控制系统。该系统采用ARM9架构和Linux实时操作系统作为开发平台,设计开发了系统的应用程序,通过动态手势识别算法,实现了连续手姿态的识别。所研究实现的手部姿态跟踪控制系统能够较好地实现手姿态的跟踪,具有较高的实时性。     

综合PC机与LabVIEW技术的智能电机保护系统设计

设计且实现了一种基于PC机与LabVIEW技术的电机保护系统,其具有智能控制、高速实时和数据测试、储存和多通道采集等功能。该系统通过NI采集卡采集电机信号状态(电流和电压值),对电机运行进行控制,基于计算机的硬件平台,充分利用LabVIEW虚拟仪器的强大数学算法,实现新型的智能控制,为电机保护提供科学依据。实验结果表明,智能控制系统具有高速、实时的数学计算能力,测试精度高、工作稳定可靠。     

基于均值偏移快速算法的红外目标跟踪

在光电跟踪设备中,传统的嵌入式跟踪器一般采用形心、相关等算法,在复杂背景下或目标受到遮挡时会丢失目标。为了能够使目标跟踪器具有抗遮挡的能力,在嵌入式目标跟踪平台上引入了均值偏移算法。在硬件的设计上,利用FPGA并行运算效率高的特点,设计了基于FPGA的直方图统计计算模块,该模块实时的将每一帧的直方图计算结果存储在SDRAM上,然后利用DSP进行均值偏移的迭代运算,在算法上针对红外图像设计了融合图像位置和像素灰度特征的改进核函数直方图作为目标特征,并提出了改进的快速均值偏移算法使其满足DSP的运算速度要求。实验表明系统在背景复杂和目标受局部遮挡时可以连续跟踪目标。跟踪性能好于传统的以型心为算法的跟踪器。在目标区域大小为64×64像素大小时,平均计算速度为22 ms。该系统和所使用的算法可支持大部分红外相机对目标的实时稳定跟踪。     

基于机器视觉的运动参数测试方法的研究

为达到非接触式测量的目的,采用机器视觉的方法来实现对运动机构的运动参数的测定.通过在机构上设定一个标志,利用模板匹配技术,对该目标实现实时在线跟踪,得到它在动态图像中每次的坐标值,通过对动态图像的分析和处理从而在线得到各种运动参数的曲线.模板匹配算法采用了全局匹配与小区域匹配相结合的策略.小区域匹配一次所用时间为20 ms,完全能达到在线实时跟踪测试的要求.     

基于嵌入式Linux的机器人远程控制系统

介绍了一种基于嵌入式Linux的机器人远程控制系统。根据该系统的实时性,多任务及非接触控制的控制特点,完成了系统的整体架构设计,在此基础上搭建了硬件平台,设计了基于多线程、多协议技术的C／S软件。通过网络,操作者在客户端可根据实时传回的现场图像,实现对移动机器人的远程运动控制、轨迹跟踪等操作。     

空气焓差法试验台空调系统在线辨识算法的研究

对空气焓差法试验台空调系统的温度控制进行了动态特性分析并建立了数学模型.采用了带遗忘因子的递推最小二乘和基于零频率的模型匹配的联合辨识算法对空调系统进行在线辨识.仿真结果表明,该联合算法计算量较少,具有良好的辨识精度,可以不断提供试验台空调系统温度控制对象的实时模型.该辨识算法为空调对象的自适应控制提供了重要的手段.     

铜电解生产自动化信息集成控制系统的设计与应用

采用工控软件作为系统开发平台,设计了一套先进自动化信息集成控制系统,完成对铜电解生产控制系统实时数据的采集和监控,构成集电仪控一体化以及数据共享的自控系统,实现了铜电解生产的自动控制。     

过程控制装置开放式软件平台的研制

为克服系统软件封闭、控制算法单一等不足 ,将过程控制装置进行了改进 ,建立了基于VisualC 和Matlab平台下的开放式过程控制系统。介绍了两种开放式平台下的软件设计技术 ,并用所开发的软件在改进后的液位过程控制装置上进行了检验。控制结果表明 ,所研制的开放式系统能够满足设备实时控制要求。     

MODEL-BASED DEVELOPMENT OF REAL-TIME SOFTWARE SYSTEM FOR ELECTRONIC UNIT PUMP SYSTEM

A real-time operating system (RTOS), also named OS, is designed based on the hardware platform of MC68376, and is implemented in the electronic control system for unit pump in diesel engine. A parallel and time-based task division method is introduced and the multi-task software architecture is built in the software system for electronic unit pump (EUP) system. The V-model software development process is used to control algorithm of each task. The simulation results of the hardware-in-the-loop simulation system (HILSS) and the engine experimental results show that the OS is an efficient real-time kernel, and can meet the real-time demands of EUP system; The built multi-task software system is real-time, determinate and reliable. V-model development is a good development process of control algorithms for EUP system, the control precision of control system can be ensured, and the development cycle and cost are also decreased.     

基于力估计与切换控制的六足机器人三边遥操作

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本 文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。 针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非 线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。 聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共 享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。 为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操 作系统的控制器。 通过力反馈设备分别和 Vortex 与 ElSpider 六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控 制方法进行验证。 相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了 45. 12% ,力跟踪提高了 64. 71% ;在崎岖 地形下速度跟踪提高了 39. 02% ,力跟踪提高了 29. 41% 。