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焊缝轨迹跟踪激光视觉伺服控制系统

作　者: 郭亮
导　师: 张华
学　校: 南昌大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 焊缝跟踪计算机视觉伺服控制焊缝识别多层多道焊 Fuzzy-PID
分类号: TM921.541
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 374次
引　用: 3次
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内容摘要

本文主要介绍了焊缝轨迹跟踪视觉伺服控制系统,包括系统软硬件构成,焊缝视觉识别方法,焊缝跟踪视觉控制方法及实验结果。以嵌入式工控机为核心,以激光图像传感器为主要部件,建立了用于V型坡口和多层多道焊焊缝跟踪的硬件系统,通过该硬件系统配合用Visual C++自主开发的图像处理和控制软件最终实现对焊缝的跟踪。在总结常用的焊缝图像处理方法的基础上,通过对传统的焊缝图像边缘检测方法进行说明和比较,提出了焊缝图像识别的新算法并开发了其处理软件,通过实验证明了该软件的可行性,实现了对V型坡口、搭接、角接、对接和多层多道焊缝的识别。研究了经典PID控制和模糊控制以及两者相结合的控制方法,开发了一套适用于V型坡口和多层多道焊焊缝跟踪的控制软件。通过该软件可以实现对处理前和处理后的焊缝图像进行显示监控,处理后得到的焊缝信息通过Fuzzy-PID控制器,经过输出处理最终实现对焊缝的跟踪。通过实验对焊缝跟踪视觉伺服控制系统进行了验证,说明了该系统的可行性。

全文目录

第一章绪论  7-15
  1．1、课题研究背景及意义  7-8
    1．1．1、课题研究的背景  7-8
    1．1．2、课题研究的意义  8
  1．2、计算机视觉系统  8-11
  1．3、计算机视觉伺服控制  11-14
    1．3．1、计算机视觉伺服控制的分类  11-12
    1．3．2、计算机视觉伺服控制系统的发展与现状  12
    1．3．3、计算机视觉伺服控制系统在焊接中的应用与趋势  12-14
  1．4、论文的中心内容  14-15
第二章焊缝跟踪视觉伺服控制系统构成  15-22
  2．1、系统构成及工作原理  15-16
    2．1．1、系统的硬件构成  15-16
    2．1．2、系统的工作原理  16
  2．2、视觉传感系统  16-20
    2．2．1、视觉传感系统的分类  17
    2．2．2、激光图像传感器  17-19
    2．2．3、图像采集卡  19-20
  2．3、系统接口与驱动  20-22
    2．3．1、输入输出系统  20
    2．3．2、PCLD885继电器板  20-22
第三章焊缝激光视觉识别方法  22-38
  3．1、常用的边缘检测方法  22-24
  3．2、基于小波变换的多尺度边缘检测  24-25
  3．3、典型焊缝类型的视觉识别  25-33
    3．3．1、V型坡口的焊缝识别  26-28
    3．3．2、角接焊缝的识别  28-29
    3．3．3、对接焊缝的识别  29-30
    3．3．4、搭接焊缝的识别  30-31
    3．3．5、多层多道焊缝的识别  31-33
  3．4、焊缝识别软件  33-35
    3．4．1、焊缝识别软件的界面介绍  33-34
    3．4．2、焊缝识别软件的设计原理  34-35
  3．5、焊缝识别软件的实验验证  35-38
第四章控制器的设计和系统软件实现  38-52
  4．1、利用传递函数建立系统模型  38-40
  4．2、控制方法的选择及仿真  40-47
    4．2．1、PID控制器  40-41
    4．2．2、带有自调整因子的模糊控制器  41-46
    4．2．3、Fuzzy-PID复合控制器  46-47
  4．3、焊缝轨迹跟踪控制软件  47-50
    4．3．1、软件的开发思路  47-48
    4．3．2、界面的介绍  48-50
    4．3．3、参数的设定  50
  4．4、焊缝跟踪控制软件的实验验证  50-52
第五章结论  52-53
参考文献  53-57
攻读硕士期间发表的论文  57-58
致谢  58

焊缝轨迹跟踪激光视觉伺服控制系统

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