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码头散装机定位系统研究与开发

作　者: 吴林
导　师: 王益祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 码头散装机双目立体视觉定位摄像机标定特征提取形心计算位置控制
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 26次
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内容摘要

散装机是用在电力、建材、化工、粮食等部门,把干燥粉状、粒状物料装入车、船中的装载设备。码头散装机对微粉进行散装时,散装头需要与罐装船口进行对接操作。目前多数码头散装机的散装头在进行多个自由度的移动时,都是通过现场人工控制来实现,但在码头上,这种人工控制不方便,而且比较费时,限制了装载效率。本文针对码头散装机实际应用环境,给出了的码头散装机双目立体视觉的定位模型,设计开发了一套基于双目立体视觉图像技术的散装机自动定位系统。本文阐述了散装机定位系统的设计方法,给出了系统的硬件结构及软件信息处理流程,进行了摄像机的标定及定位执行机构的设计。针对定位系统,开发了图像获取、特征提取、形心计算及定位控制的软件,完成了上位机与下位机的通讯设计,实现了系统根据目标图像的形心位置控制散装机的位置定位。最后通过对系统硬件与软件方面的综合测试及调试,本文设计的码头散装机自动定位系统达到了预期的定位精度要求,满足现场生产的需要。对类似的工程问题提供了一种解决方法上的参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-12
  1.1 选题的来源及背景  7-8
  1.2 定位技术研究发展现状  8-9
  1.3 视觉定位技术的研究与发展现状  9-10
  1.4 论文研究的主要内容和论文结构  10-12
2 散装机定位系统总体设计  12-18
  2.1 系统对象  12-14
    2.1.1 散装机定位要求  12-14
    2.1.2 定位系统实现方法  14
  2.2 定位系统总体设计  14-17
    2.2.1 系统组成  14-16
    2.2.2 系统需要解决的主要问题  16-17
  2.3 本章小结  17-18
3 散装机视觉定位研究  18-34
  3.1 摄像机及其坐标模型  18-21
    3.1.1 摄像机选择  18-19
    3.1.2 摄像机参考坐标系  19-20
    3.1.3 摄像机针孔模型  20-21
  3.2 双目立体视觉原理  21-23
    3.2.1 双目视觉的基本原理  21-22
    3.2.2 双目立体视觉应用  22-23
  3.3 图像处理  23-28
    3.3.1 数字图像及其一般处理  23-25
    3.3.2 图像的灰度化与边缘检测理论  25-28
    3.3.3 图像采集压缩卡选择  28
  3.4 散装机定位坐标模型与摄像机标定  28-33
    3.4.1 散装机定位系统视觉检测模型  28-30
    3.4.2 摄像机标定原理  30-31
    3.4.3 摄像机标定实验  31-33
  3.5 本章小结  33-34
4 定位系统控制设计  34-44
  4.1 执行机构分析  34-37
    4.1.1 X、Y轴方向机构分析  34-35
    4.1.2 Z轴方向机构分析  35-36
    4.1.3 限位设计  36-37
  4.2 位置控制设计  37-43
    4.2.1 位置运动控制  37-38
    4.2.2 运动控制卡选择  38-42
    4.2.3 编码器选择  42-43
  4.3 本章小结  43-44
5 定位系统软件设计  44-62
  5.1 软件总体设计  44-45
    5.1.1 PC机配置与软件开发环境  44
    5.1.2 系统软件设计  44-45
  5.2 图像视觉技术软件设计  45-50
    5.2.1 图像处理主程序设计  45-46
    5.2.2 边缘检测软件设计  46-49
    5.2.3 形心计算软件设计  49-50
  5.3 定位控制软件设计  50-58
    5.3.1 运动控制主程序设计  50-53
    5.3.2 运动参数测定  53-58
  5.4 PLC与 PC机通信实现  58-61
  5.5 本章小结  61-62
6 系统安装与调试  62-67
  6.1 电气接线与驱动安装  62
  6.2 系统调试  62-65
  6.3 误差分析  65-67
7 结论与展望  67-69
  7.1 结论  67
  7.2 展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-75
附录 A  75-77
附录 B  77

码头散装机定位系统研究与开发

内容摘要

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