本文關鍵詞：基于機器視覺的編碼器光柵自動調(diào)整技術

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【摘要】：編碼器應用在雷達、光電經(jīng)緯儀、機器人、數(shù)控機床和高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)等諸多領域,是自動化設備理想的角度傳感器。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)越來越自動化和高精度,對于編碼器需求量越來越大,對于編碼器的精度要求也越來越高。光柵安裝在編碼器主軸上時,光柵與主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度,對于編碼器的精度影響較大。光柵正確的裝配與調(diào)整,可以使編碼器的零部件的高精度性能充分發(fā)揮或使一些零件的缺陷得到補償。因此本文以機器視覺為基礎,對編碼器光柵自動調(diào)整系統(tǒng)的偏心檢測方法及偏心調(diào)整方案等主要技術進行了設計和改進。首先,分析和研究影響編碼器光柵裝配自動調(diào)整系統(tǒng)整體調(diào)整方案和推桿推動方案對于系統(tǒng)精度和效率的影響,根據(jù)步進電機轉(zhuǎn)動特性對調(diào)整方案作出了改進;分析編碼器光柵裝配自動調(diào)整系統(tǒng)的主要硬件對于系統(tǒng)精度和效率的影響,并據(jù)此對硬件作出了改進和調(diào)整。其次,針對編碼光柵表面圖像特點提出了預處理過程及輪廓提取方法,并與傳統(tǒng)的圖像預處理過程及輪廓提取方法做了對比,驗證了本文所述輪廓提取方法的可行性。針對三種不同的檢測調(diào)整基準設計了不同的特征提取方法及數(shù)據(jù)處理方法。重新設計了根據(jù)獲取的這些光柵基準圓數(shù)據(jù)計算編碼器光柵偏心大小及角位置的多種計算方法。再次,根據(jù)編碼器偏心調(diào)整系統(tǒng)的工作需要開發(fā)了自動調(diào)焦功能。針對編碼器光柵表面圖像特點,設計了光柵表面圖像的清晰度評價方法。并針對光柵表面圖像的清晰度評價值與調(diào)焦機構(gòu)的位置之間函數(shù)關系設計了對焦深度法和離焦深度法結(jié)合的焦點搜索方案。最后通過實驗驗證了整個編碼器光柵偏心調(diào)整系統(tǒng)的有效性,測試了系統(tǒng)所能達到的調(diào)整精度和調(diào)整效率。同時說明了不同情況和不同型號光柵,如何選擇系統(tǒng)的不同光柵偏心調(diào)整基準。通過以上研究工作,對編碼器光柵自動調(diào)整系統(tǒng)的完成了優(yōu)化,提高了系統(tǒng)的調(diào)整精度及系統(tǒng)實用性。
【關鍵詞】：編碼器 偏心計算 機器視覺 偏心調(diào)整 光柵
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN762
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的目的和意義10-13
• 1.2 機器視覺的研究現(xiàn)狀與發(fā)展13
• 1.3 光電編碼器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 硬件和調(diào)整方案的分析及改進15-26
• 2.1 調(diào)整方案對精度及效率影響分析15-19
• 2.1.1 整體調(diào)整方案分析及改進15-16
• 2.1.2 光柵調(diào)整裝置推動方案影響分析16-17
• 2.1.3 調(diào)整裝置推動方案改進17-19
• 2.2 硬件對調(diào)整精度和調(diào)整效率的影響分析19-25
• 2.2.1 推桿移動方向與光柵移動方向?qū)τ谡{(diào)整精度及效率影響19-21
• 2.2.2 鏡頭夾具對檢測調(diào)整精度的影響分析21-23
• 2.2.3 光柵旋轉(zhuǎn)裝置對調(diào)整精度的影響分析23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 編碼器光柵偏心計算方法分析及改進26-54
• 3.1 三種編碼器光柵偏心檢測調(diào)整基準介紹26-27
• 3.2 光柵表面圖像預處理27-32
• 3.2.1 光柵表面圖像平滑處理28-31
• 3.2.2 OTSU算法光柵表面圖像閾值化31-32
• 3.3 圖像的輪廓提取及繪制32-34
• 3.4 光柵表面圖像圖像分割及特征提取34-47
• 3.4.1 光柵外圓圖像分割及特征提取34-36
• 3.4.2 光柵碼道圖像分割及特征提取36-41
• 3.4.3 光柵基圓圖像分割及特征提取41-47
• 3.5 編碼器光柵偏心角位置及大小計算47-50
• 3.5.1 均值法計算光柵偏心大小及角位置48-49
• 3.5.2 最小二乘法計算光柵偏心大小及角位置49-50
• 3.6 編碼器光柵偏心計算方案分析及對比50-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第4章 編碼器光柵調(diào)整系統(tǒng)自動對焦設計54-62
• 4.1 現(xiàn)有自動對焦方法介紹54-55
• 4.2 自動對焦算法實現(xiàn)55-61
• 4.2.1 自動對焦的實現(xiàn)過程55-56
• 4.2.2 清晰度的評價值計算56-60
• 4.2.3 自動對焦搜索算法60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第5章 光柵偏心調(diào)整系統(tǒng)綜合性能測試62-65
• 5.1 系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)62-63
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)分析及總結(jié)63-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉慶宏;王聲文;白彥慶;;基于OpenCV的機器視覺功能開發(fā)及在工業(yè)生產(chǎn)中的應用[J];制造技術與機床;2015年03期

2 郭寶云;李彩林;黃榮永;;附約束條件的零件輪廓線的多特征提取[J];測繪學報;2015年01期

3 趙潔;賈春梅;虞凌宏;;高斯濾波算法在缺陷視覺檢測中的應用研究[J];寧波工程學院學報;2014年04期

4 高薪;胡月;杜威;史曉s，

本文編號：958486