基于NJ控制器的药瓶定位抓取控制系统研究
发布时间：2021-01-16 06:08
近年来,在自动化生产领域中,自动控制系统得到了广泛应用,已经逐步扩展到生物、医学等方面。本文针对自动控制系统中的定位抓取控制系统的国内外现状进行分析,对药瓶的定位抓取控制系统进行研究。并且为了实现精准、快速、高效的系统控制,选择欧姆龙最新一代控制器NJ控制器进行定位抓取控制。针对系统对药瓶定位抓取的控制需求,通过研究NJ控制器多轴同步控制方法,抓取机构及滑台机构的动作要求,选择三自由度直角坐标机械手作为抓取机构,并利用滑台机构实现成排药瓶的分隔。研究抓取机构各轴的传动方式,分析伺服系统的工作原理。建立抓取机构坐标系模型,并对其运动学原理进行分析,利用曲线拟合算法对抓取机构运行轨迹进行规划。为了通过视觉图像获取抓取机构的控制参数,研究数字图像信息的采集方法、图像处理方法以及相机参数标定的方法。利用图像采集系统得到二维数字图像信息,建立图像采集系统的坐标空间。通过各坐标空间的相互转换,得到从图像像素点位置信息转换为抓取机构的各轴电机所需位置控制参数的方法。根据结构张量的特点,提出利用扩展结构张量对图像特征提取得到药瓶位置特征的方法。对图像进行双边滤波处理,在保证图像边缘信息不丢失的同时降低...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流伺服原理
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-15-()=1()∫∫()((),())∞∞∞∞(3-5)权值如式(3-6)。()=∫∫((),())∞∞∞∞(3-6)结合欧几里得度量和辐射差异，就可以得到如下双边滤波方法如式(3-7)。()=1()∫∫()(,)((),())∞∞∞∞(3-7)其权值为式(3-8)。()=∫∫(,)((),())∞∞∞∞(3-8)对药槽的双边滤波结果如图3-1所示。图3-1滤波药槽图像Fig.3-1FilteringMedicineTankImage滤波后图像变得模糊，但是成排药瓶与背景的边缘仍比较清晰，说明完成了保护边缘的平滑滤波效果。3.2基于张量的特征提取3.2.1张量的定义张量是能够在可变坐标系中表述物理定律的数学模型[35]，主要的特点为关于坐标系的变换规则与处理数据具有多维的性质，尤其是第二个性质使其成为数据处理的良好工具，所以能够在计算机视觉、模式识别等方面具有
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-19-，若迹为0，则c为0。所以得到图像的边缘特征分布。通过对结构张量的迹（trace）与空间离散导数行列式大小（det）能够表示图像像素点所处的位置是否为边缘、角点区域。若trace为0，则为平坦区域；若trace大于0且det为0，则为边缘区域；若两者都大于0，则为角点区域。相机采集图像的trace与det的分布如图3-3所示。图3-3结构张量特征分布Fig.3-3FeatureDistributionofStructureTensor结合药厂生产环境，结合光源亮度信息和结构张量信息，对二维空间离散数字图像信号结构张量利用梯度与亮度信号混合积的方法进行拓展，得到非线性扩展结构张量，如式(3-25)所示：=[][]=[222]=()(3-25)式中=[′′]，若′=(++)/3，则为平均亮度信号，否则为RGB加权亮度信号。若组成结构张量的为维张量，则会产生个独立分量，如式(3-26)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国药品质量管理规范分析[J]. 许小星,于姗姗. 中国药物经济学. 2019(09)
[2]基于EtherCAT的伺服电机控制和应用[J]. 张林,彭国文,陈剑栋. 现代信息科技. 2019(14)
[3]基于PC机与运动控制卡的多轴控制系统设计[J]. 郭茂森,商嘉峰,裴旻茜. 科学技术创新. 2019(04)
[4]自动化技术在制药设备中的应用探究[J]. 王童. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2019(01)
[5]基于NJ运动控制器的Delta机器人动态抓取控制系统设计[J]. 刘洁,孙延永,高磊. 电子器件. 2018(06)
[6]高集成度EtherCAT从站设计与多轴控制的研究[J]. 党选举,谢桧宝,姜辉,伍锡如. 微电子学与计算机. 2018(06)
[7]基于贝塞尔轨迹的视觉导引AGV路径跟踪研究[J]. 刘海芹. 中国测试. 2017(08)
[8]机械臂动力学建模及控制仿真[J]. 刘鹏,王强,张伟. 自动化与仪表. 2017(03)
[9]基于Sysmac自动化平台的Delta机器人控制系统设计[J]. 殷苏民,郑昌俊,徐启祥,孙骏,邹浩,胡泽黎. 机床与液压. 2017(03)
[10]欧姆龙产品在印刷行业中的应用[J]. 俞晶. 自动化应用. 2016(01)
博士论文
[1]数控机床双轴同步控制技术研究[D]. 何王勇.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]多轴联动运动控制与仿真技术研究[D]. 李伯钊.山东大学 2018
[2]直角坐标搬运机器人设计与性能分析[D]. 徐振伟.沈阳工业大学 2017
[3]机械手上下料控制系统关键技术研究[D]. 王学良.江南大学 2012
[4]基于EtherCAT网络的高性能伺服控制系统研究[D]. 阮倩茹.湖南大学 2011
本文编号：2980297
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流伺服原理
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-15-()=1()∫∫()((),())∞∞∞∞(3-5)权值如式(3-6)。()=∫∫((),())∞∞∞∞(3-6)结合欧几里得度量和辐射差异，就可以得到如下双边滤波方法如式(3-7)。()=1()∫∫()(,)((),())∞∞∞∞(3-7)其权值为式(3-8)。()=∫∫(,)((),())∞∞∞∞(3-8)对药槽的双边滤波结果如图3-1所示。图3-1滤波药槽图像Fig.3-1FilteringMedicineTankImage滤波后图像变得模糊，但是成排药瓶与背景的边缘仍比较清晰，说明完成了保护边缘的平滑滤波效果。3.2基于张量的特征提取3.2.1张量的定义张量是能够在可变坐标系中表述物理定律的数学模型[35]，主要的特点为关于坐标系的变换规则与处理数据具有多维的性质，尤其是第二个性质使其成为数据处理的良好工具，所以能够在计算机视觉、模式识别等方面具有
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-19-，若迹为0，则c为0。所以得到图像的边缘特征分布。通过对结构张量的迹（trace）与空间离散导数行列式大小（det）能够表示图像像素点所处的位置是否为边缘、角点区域。若trace为0，则为平坦区域；若trace大于0且det为0，则为边缘区域；若两者都大于0，则为角点区域。相机采集图像的trace与det的分布如图3-3所示。图3-3结构张量特征分布Fig.3-3FeatureDistributionofStructureTensor结合药厂生产环境，结合光源亮度信息和结构张量信息，对二维空间离散数字图像信号结构张量利用梯度与亮度信号混合积的方法进行拓展，得到非线性扩展结构张量，如式(3-25)所示：=[][]=[222]=()(3-25)式中=[′′]，若′=(++)/3，则为平均亮度信号，否则为RGB加权亮度信号。若组成结构张量的为维张量，则会产生个独立分量，如式(3-26)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国药品质量管理规范分析[J]. 许小星,于姗姗. 中国药物经济学. 2019(09)
[2]基于EtherCAT的伺服电机控制和应用[J]. 张林,彭国文,陈剑栋. 现代信息科技. 2019(14)
[3]基于PC机与运动控制卡的多轴控制系统设计[J]. 郭茂森,商嘉峰,裴旻茜. 科学技术创新. 2019(04)
[4]自动化技术在制药设备中的应用探究[J]. 王童. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2019(01)
[5]基于NJ运动控制器的Delta机器人动态抓取控制系统设计[J]. 刘洁,孙延永,高磊. 电子器件. 2018(06)
[6]高集成度EtherCAT从站设计与多轴控制的研究[J]. 党选举,谢桧宝,姜辉,伍锡如. 微电子学与计算机. 2018(06)
[7]基于贝塞尔轨迹的视觉导引AGV路径跟踪研究[J]. 刘海芹. 中国测试. 2017(08)
[8]机械臂动力学建模及控制仿真[J]. 刘鹏,王强,张伟. 自动化与仪表. 2017(03)
[9]基于Sysmac自动化平台的Delta机器人控制系统设计[J]. 殷苏民,郑昌俊,徐启祥,孙骏,邹浩,胡泽黎. 机床与液压. 2017(03)
[10]欧姆龙产品在印刷行业中的应用[J]. 俞晶. 自动化应用. 2016(01)
博士论文
[1]数控机床双轴同步控制技术研究[D]. 何王勇.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]多轴联动运动控制与仿真技术研究[D]. 李伯钊.山东大学 2018
[2]直角坐标搬运机器人设计与性能分析[D]. 徐振伟.沈阳工业大学 2017
[3]机械手上下料控制系统关键技术研究[D]. 王学良.江南大学 2012
[4]基于EtherCAT网络的高性能伺服控制系统研究[D]. 阮倩茹.湖南大学 2011
本文编号：2980297
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