基于机器视觉的LED贴片机控制系统研究

发布时间：2024-04-12 03:39

　　机器视觉检测技术具有快速、准确、长时间运行的特点,现已广泛应用于工业、医疗、生活等各个领域。随着LED市场需求激增及LED产业的扩张,进口通用型贴片机和传统机械对中式贴片机已不能满足LED产品的生产需求。利用机器视觉检测技术的优势,研究机器视觉在LED贴片机控制系统中的应用具有重要意义。针对贴片机的贴装精度问题,本文对基于机器视觉的LED贴片机控制系统进行研究。首先分析LED贴片机各轴运动情况和硬件构成,提出总体设计方案,对贴片机的关键部件进行选型,并介绍控制系统的硬件连接,完成LED贴片机硬件平台的搭建。研究机器视觉技术在LED位姿识别方面的应用,设计提高LED贴片位置定位及角度检测识别精度的视觉系统。介绍LED图像采集原理及方法,采用双阈值分割法对LED正负极性进行识别,采用最小外接矩形法及连通域质心拟合法分别对LED进行位姿识别,并进行算法测试实验,实验结果表明连通域质心拟合法识别精度更高。在QT5.0开发框架中,植入OpenCV开源库和运动控制指令库,使用C++语言对LED贴片机软件平台进行开发。通过对控制系统软件进行需求分析,设计出控制系统软件设计总体方案,分别对控制系统的人...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 贴片机国内外研究现状
        1.2.2 机器视觉在贴片机上的研究现状
    1.3 论文的主要内容
第2章 LED贴片视觉识别理论基础
    2.1 LED贴片图像预处理
        2.1.1 图像灰度化
        2.1.2 图像滤波
        2.1.3 图像阈值化
        2.1.4 图像边缘检测
    2.2 相机标定原理及方法
    2.3 小结
第3章 LED贴片机控制系统硬件平台搭建
    3.1 控制系统总体方案设计
        3.1.1 贴片机各轴运动分析
        3.1.2 控制系统硬件构成分析
        3.1.3 控制系统总体方案确定
    3.2 控制系统关键部件选型及分析
        3.2.1 X、Y轴机构选型
        3.2.2 电机及驱动器选型
        3.2.3 控制器选型
        3.2.4 工业相机选型
    3.3 控制系统硬件连接
    3.4 运动控制器功能测试
    3.5 小结
第4章 LED贴片机视觉系统设计
    4.1 LED贴片图像采集
    4.2 LED贴片正负极性识别
    4.3 LED贴片位姿识别
        4.3.1 最小外接矩形法
        4.3.2 连通域质心拟合法
        4.3.3 位姿识别算法测试
    4.4 小结
第5章 LED贴片机控制系统软件平台设计
    5.1 控制系统软件平台总体设计
    5.2 人机交互界面设计
    5.3 运动控制层设计
        5.3.1 运动控制器配置
        5.3.2 单轴运动、双轴联动设计
        5.3.3 实际贴装过程设计
    5.4 视觉系统层设计
        5.4.1 图像采集功能设计
        5.4.2 图像处理功能设计
    5.5 数据存储层设计
        5.5.1 LED贴片数据获取
        5.5.2 LED贴片数据处理
    5.6 小结
第6章 LED贴片机控制系统实验测试
    6.1 控制系统控制算法分析
        6.1.1 常规PID控制算法
        6.1.2 速度/加速度前馈PID控制算法
        6.1.3 控制系统PID参数整定
    6.2 控制系统实验测试
        6.2.1 模块功能测试
        6.2.2 贴装实验及结果分析
    6.3 小结
第7章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3951606