机器视觉应用系统仿真调试平台设计与实现

发布时间：2022-08-08 14:50

　　目前机器视觉应用系统应用领域越来越广泛,开发一种针对该系统的仿真调试平台具有重要意义。开发者可以在仿真平台上离线开发和调试视觉算法以及整个系统控制逻辑程序,不需要实际硬件设备参与。本文开发的仿真调试平台由图形化编程系统和三维可视化仿真系统组成,开发者在编程系统完成机器视觉应用系统的视觉算法和系统控制逻辑程序开发,在三维可视化仿真系统中,查看仿真结果包括三维动画和整个仿真过程的状态数据。首先是图形化编程系统设计与实现,本文将PLCOpen与机器视觉相结合,在PLCOpen软件框架基础上开发了平台编程系统。在对PLCOpen功能块模型深入研究后,将OpenCV库基础视觉算法以功能块形式封装在编程系统中,组成视觉算法库。以同样方式对所有仿真模型的运动控制驱动程序和虚拟相机驱动程序进行封装,组成运动控制驱动库和相机驱动库。开发者从系统库中拖拽功能块,形成功能块逻辑串,就能完成视觉算法和系统控制逻辑程序开发。系统实际运行时,调用脚本解释器,将开发者功能块逻辑串解析成实际代码。然后是三维可视化仿真系统设计与实现,本文提出在机械结构绘图软件SolidWorks中完成模型绘制,再将模型导入到OpenG... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 机器视觉仿真平台研究现状
    1.3 本文研究内容及组织方式
第二章 机器视觉应用系统仿真平台总体设计
    2.1 仿真平台功能分析
    2.2 仿真平台实现方案
    2.3 仿真平台架构设计
    2.4 本章小结
第三章 图形化编程系统
    3.1 PLCOpen与机器视觉
    3.2 图形化编程系统设计
        3.2.1 系统架构及界面
        3.2.2 功能块设计
    3.3 视觉算法库
        3.3.1 图像操作类
        3.3.2 图像标记类
        3.3.3 图像预处理类
        3.3.4 图像分割类
        3.3.5 图像匹配类
        3.3.6 相机与工作平台标定类
    3.4 运动控制库
    3.5 相机驱动库
    3.6 本章小结
第四章 三维可视化仿真系统
    4.1 三维可视化实现原理
        4.1.1 三维建模
        4.1.2 模型导入
        4.1.3 真实感渲染
        4.1.4 观察摄像机设置
        4.1.5 层次模型
        4.1.6 动画实现
    4.2 运动学模型
        4.2.1 SCARA型机器人运动学模型
        4.2.2 正运动学模型求解
        4.2.3 逆运动学模型求解
    4.3 轨迹规划
        4.3.1 直线插补
        4.3.2 平面圆弧插补
        4.3.3 空间圆弧插补
    4.4 仿真模型库
    4.5 SCARA型机器人仿真模型实现
        4.5.1 三维显示
        4.5.2 运动仿真
        4.5.3 远程通信控制
        4.5.4 控制面板
    4.6 本章小结
第五章 仿真平台应用实验
    5.1 字符块分拣系统总体组成及功能
    5.2 在仿真平台上开发字符块分拣系统
        5.2.1 相机标定与工作平台标定
        5.2.2 检测定位
        5.2.3 控制逻辑
    5.3 在真实设备上实验验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]VB及SolidWorks二次开发在柱塞泵建模中的应用[J]. 杨馥霖,王喜洋,谢世聪,杨彦琳.  液压气动与密封. 2018(07)
[2]机器视觉及其在制造业中的应用分析[J]. 李炳银.  数字通信世界. 2017(09)
[3]机器视觉市场前景分析[J]. 周爽,刘赟.  现代商业. 2017(24)
[4]基于SolidWorks二次开发的自动建模技术研究[J]. 薛美荣,林建邦,张世龙.  科技创新与应用. 2016(17)
[5]支撑智能制造的PLCopen规范和技术[J]. 彭瑜.  自动化仪表. 2015(10)
[6]PLCopen运动模块参数传递方法的研究[J]. 罗林丹,包健.  机电工程. 2014(07)
[7]基于PLCopen标准的运动控制系统设计[J]. 王翰,宋宝,唐小琦.  华中科技大学学报(自然科学版). 2014(01)
[8]基于MATLAB的模块化机器人手臂运动学算法验证及运动仿真[J]. 李宪华,郭永存,张军,郭帅.  计算机应用研究. 2013(06)
[9]机器视觉仿真实验平台的研究与设计[J]. 刘钊,胡佳,吴怀宇.  教育教学论坛. 2012(10)
[10]基于SolidWorks二次开发的凸轮廓线精确设计及运动仿真[J]. 刘善林,胡鹏浩,王会生.  机械传动. 2008(05)

硕士论文
[1]火星深空信道模拟及可视化仿真系统的设计与软件实现[D]. 吴振中.南京航空航天大学 2018
[2]自动物料分拣机器人系统的关键技术研究[D]. 贺雅琴.华南理工大学 2011



本文编号：3671710