激光標記自動跟蹤引伸計控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、現代社會生產與科學研究中需要簡便、準確地獲知工程材料的機械參數，則對材料參數測試儀器的性能提出了更高的要求，其中引伸計是測量工程材料應力應變性能的主要工具之一。本論文系統(tǒng)地闡述了國內外引伸計以及視頻跟蹤控制方法的研究現狀，設計了激光標記自動跟蹤引伸計的控制系統(tǒng)，實現了激光標記對試件標記的全程精確跟蹤。
　　論文在研究非接觸式測量引伸計的基礎之上，設計了一套基于激光標記自動跟蹤引伸計的控制系統(tǒng)。首先設計了基于PID的激光標記自動跟蹤

2、算法，其方法是根據圖像處理獲得的激光標記與試件標記中心點坐標的像素距離，結合CCD參數標定結果和系統(tǒng)采樣時間得出激光標記在實際空間中的跟蹤位移量與伺服電機轉速，實現激光標記對試件標記的實時跟蹤。其次，考慮到基于PID的跟蹤算法中CCD標定的繁瑣且會引入較大誤差，本文采用圖像雅克比矩陣在線辨識的方法，建立了激光標記在實際空間中的跟蹤位移量到圖像空間跟蹤位移量的映射關系，設計了一種基于無標定視覺伺服的激光標記自動跟蹤引伸計控制算法，其方法是

3、將圖像雅克比矩陣元素作為濾波器的狀態(tài)輸入，激光標記相鄰采樣時間的坐標變化量作為濾波器的觀測變量;根據辨識出的圖像雅克比矩陣、兩標記中心點的像素距離以及系統(tǒng)采樣時間計算出激光標記實際空間中的跟蹤位移量和伺服電機轉速，實現了激光標記對試件標記的全程精確跟蹤。
　　最后，構建了基于激光標記自動跟蹤引伸計控制系統(tǒng)的實驗裝置，分別完成了鑄鐵、低碳鋼、黃銅、鋁四種常用的金屬工程材料的拉伸實驗。其中基于PID激光標記自動跟蹤算法的四種材料跟蹤精