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关于视觉智能起重机的探讨

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浏览:- 发布日期:2020-03-09 19:26:41【

在工业控制中,传统的PID控制至今仍处于主导地位,然而常规PD控制器的控制效果和控制时常受到制。神经网络具有自学习、自组织功能和联想并行处理等优点,使其在复杂的工业控制中得到了广泛应用。

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这里作者具体探讨两种关于视觉智能起重机系统的概念设计,以期参考:

一、基于神经网络的PID系统,系统结构框國它主要由3个部分组成

(1)经典PID控制器:直接对被控对象过程进行闭环控制,其三个参数在线确定。采用垍量式PID,控制算法为

(2)RBF辩识网络:用于建立被控系统的辩识模型,以便动态地观测控制对彖的输岀对控制输的灵敏度,提供给BP神经网络,其径向基函数为高斯函数。辩识器的性能指标函数为根据梯度下降法,修正网络权系数等参数:其中为学习率,为惯性系数。

(3)BP神经网络:采用三层BP网络,通过调整自身权系数,对PID控制参数控制性能指标的最优。

二、本视觉智能起重机系统主要由机械系统及电控系统组

(1)机械系统

机械部分主要由行走小车、主梁、立柱、底座等组成,是实际起重机的等比例缩小模型,用以模我起重机运行中的各种状态,小车的行走机构采用伺服电机驱动

小车位移测量采用对伺服电机的码盘信号进行分频与计数,分频可通过在伺服电机驱动器中没置一走的参数来实现,计数可通过电控系统中的数据采集卡来实现

小车的位置限位保护装置采用反射式光电开关,来实现行走小车的限位报普功能,其检测距离大约为0-30cm

2)电控系统

图像采集

利用工业CD采集图像,将得到的图像模拟电压信号输入到图像采集卡中,转换为便于计箅机处理的数字信号。像采集卡安装在工业控制计算机的PC总线插槽中,医像采样速度为25帧/秒,满是系统控制的实时性要求。

交流伺服驱动

本视觉智能起重机系统选定的交流伺服电机及驱动器具有全闭环控制功能,配有多种精度的编码器可供选用,可以选择脉冲量进行位置控制、模拟量进行速度控制与转矩控制等多种控制方式,具有完善的过压、过载、过电流保护功能,是一个开放式的交流伺服电机系统,可以根据实际需要,调整电机参数,从而达到满意的效果

基于工业计算机的控制平台

基于视觉的起重机目标定位系统以工业计算机为控制核心,它最突出的特点是具备高性能的算能力和存储容量,有大量的应用软件可以使用,适用于复杂应用和大量数据处理。通过在工业计算机内安装数据采集卡和图像采集卡等,就可对起重机系统的运动参数进行采集,并且产生伺服电机的各种控制信号

三、系统的算法

本视觉智能起重机系统软件采用VC++语言进行设计开发,软件界面主要分为参数设置,状态显示,自动控制,手动控制等页面,其中控制页面中包含视烦采集像及相关参数显示。下面重点介绍本软件的

1.定态SUSAN算法

SUSAN箅法由Smith在1997年提出,是"SmallestUnivalueSegmentAssimilatingNucleus"的缩写,即同化核分割最小值。SUSAN算法的核心思想是假设有一个圆形的区域,称其为掩模,它的中心有一个核,在整个國像区城内移动这个掩模,在掩模区域内,若一坐像素点与掩模核的灰庋值相近,就称这些点构成的区域是USAN(UnηivalueSegmentAssimilatingNucleus),即同化核分制相同值区域。若掩模核处在图像的一条直线边緣附近时,USAN值接近其最大值的一半;若掩模核处在像的一个拐角处,则USAN值接近最大值的四分之一。这样就可以根据USAN值在一幅像中搜索國像的边緣或拐角。

在视觉智能起重机提取车辆边緣及拐角时,基于·定的先验知识,我们可以构造著干特定的掩模度的提取特走方向的边緣和拐角信息的同时还能一走程度上的抑制噪声。具体定态SUSAN算法如下

(1)选定掩模,遍历车道中与其相关热京区域中的每个像素,采用以下相似比较函数判断掩模所掩盖的区域内的点与掩模的相似程度其中为掩模核的坐标,为掩模区域其它点的坐标。、分别为点和的灰度值。阈值决走了两个点相似的最大差异。为输出的结果

(2)掩模区域的USAN值可以由式(2)计算,其中:为USAN中像素个数,它给出了USAN值。将n与某阈值相比较,得到像素响应函数:(3)其中为该掩模对应的最大值。反映了点及其附近的像素与掩模相似的程度。

2.矩形目标识别方法

(1)拐角匹配:选定初始拐角,确定对应拐角位置所在的热点区域,在此区域內寻找与其关

(2)边緣匹配:若拐角匹配成功,在相应热京区域内寻找与其类型匹配的

(3)若匹配成功,计算目标大小,位置等信,得出识别结果。

(4)目标跟踪:对于已识别出矩形目标,通过引入相似度函数和已有的矩形目标模板进行匹配来判断该目标

(5)熵值差和平均灰度差是匹配的主要依据,最后更新相关参数和模板

对于起重机而言,发展智能无人起重机是未来发展的必然趋势,随着科学技术的不断发晨,更是使得其智总化成为可能。对于视觉看能起重机而言,笔者也是基于现有的科学技术,提出了相应的视觉智能起重机概念设计,希望能够为看能起重机的发展做出一点贡献。

豪钢起重机向来以卓越的质量和性价比获得众多公司认可,25年来一直致力于为客户提供精准的物料解决方案,使用寿命可以达到20年之久。如果你想要订购智能起重机,欢迎联系我们的在线客服或拨打电话:400-920-0271


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