基于視覺定位的電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和微電子工藝水平的提高。工業(yè)控制領(lǐng)域中自動(dòng)化及智能化程度水平越來越高。各種各樣的新型技術(shù)的出現(xiàn)不斷代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制理論。將視覺定位技術(shù)跟電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合引入工業(yè)控制領(lǐng)域就是其中的一種新的方法。本課題研究了與視覺定位技術(shù)相結(jié)合的一種新型的、智能型的電機(jī)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)電機(jī)控制技術(shù)、ARM技術(shù)、圖像處理及分析等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的嵌入式系統(tǒng)。首先,通過將USB攝像頭采集工控場(chǎng)景圖像。然后,使用

2、數(shù)字圖像處理與分析的算法進(jìn)行目標(biāo)的識(shí)別與定位。最后,當(dāng)識(shí)別出目標(biāo)及確定其位置信息后,根據(jù)這些位置信息及一些參數(shù)的設(shè)置,進(jìn)行對(duì)電機(jī)的控制,最終實(shí)現(xiàn)通過電機(jī)控制的物體對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置。
　　 本文介紹在嵌入式ARM+Linux環(huán)境下基于視覺定位的電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。全文共分為6章。前二章分別是緒論部分和系統(tǒng)所涉及到的數(shù)字圖像基礎(chǔ)理論。第三章是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件的總體設(shè)計(jì)。在第四章介紹了系統(tǒng)硬件三大模塊的設(shè)計(jì)與

3、實(shí)現(xiàn),包括核心控制模塊、視頻圖像采集模塊、電機(jī)控制模塊。第五章是系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后一章是系統(tǒng)調(diào)試及其運(yùn)行結(jié)果?；旧线_(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
　　 本文的重點(diǎn)是系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在硬件設(shè)計(jì)方面,首先,介紹了核心控制模塊的CPU與存儲(chǔ)器的硬件選型及其外圍電路的電路設(shè)計(jì)與原理。系統(tǒng)采用S3C2410A作為中央微處理器,外圍電路采用一些比較常用的電路設(shè)計(jì)。接著,詳細(xì)講述了圖像采集模塊的硬件設(shè)計(jì),系統(tǒng)采用常用的zc03

4、01pl芯片的攝像頭,其強(qiáng)大的內(nèi)置圖象處理功能使這款芯片可提供高質(zhì)量圖象。最后,介紹了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),采用東芝公司生產(chǎn)TA8435H芯片來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),且電路簡(jiǎn)單,工作可靠。
　　 在軟件設(shè)計(jì)方面,主要介紹了整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先,介紹了嵌入式軟件平臺(tái)的搭建和嵌入式用戶界面QTE/GUI相關(guān)方面的知識(shí)。然后,講述了幾個(gè)數(shù)字圖像處理功能模塊的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),包括圖像采集、圖像濾波、圖像邊緣檢測(cè)、