基于機(jī)器視覺(jué)的全方位傾斜傳感器的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用.pdf

1、針對(duì)目前大多數(shù)傾斜傳感器工作性能不穩(wěn)定，可視化程度低的缺點(diǎn)，本文基于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)客觀，自動(dòng)化，非接觸的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的全方位傾斜傳感器。該傳感器將機(jī)器視覺(jué)和傾斜測(cè)量相結(jié)合，并成功地應(yīng)用于嵌入式平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)平面的傾斜角和傾斜方位角，具有實(shí)時(shí)性和安全可靠性強(qiáng)，可視化程度高，檢測(cè)精度相對(duì)較高等優(yōu)點(diǎn)。傾斜傳感器通常應(yīng)用于平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)中，因此本文將全方位傾斜傳感器應(yīng)用于車(chē)載雷達(dá)液壓調(diào)平控制系統(tǒng)中，提出了基于圓柱形模型的

2、六支撐腿平臺(tái)及最高點(diǎn)調(diào)平控制算法，利用matlab進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明該調(diào)平算法能有效避免虛腿的發(fā)生，而且調(diào)平時(shí)間較短。
　　本文主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)分析了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成及優(yōu)點(diǎn)，將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用到平面的傾斜角和傾斜方位角檢測(cè)方面，提出了全方位傾斜傳感器的設(shè)計(jì)思想。
　　(2)介紹了全方位傾斜傳感器的硬件結(jié)構(gòu)，并闡述了各組成部分在傳感器中的作用。分析了視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)劣的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定了主要

3、從檢測(cè)精度和檢測(cè)速度兩個(gè)方面去評(píng)價(jià)全方位傾斜傳感器的性能。
　　(3)通過(guò)分析當(dāng)被測(cè)平面分別為水平和傾斜狀態(tài)時(shí)水銀區(qū)域在成像平面中所呈現(xiàn)的不同形狀，設(shè)計(jì)了傾斜角和傾斜方位角檢測(cè)算法，并給出了計(jì)算公式。針對(duì)目前算法檢測(cè)效率低，耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)，通過(guò)分析在傾斜狀態(tài)下成像平面中水銀區(qū)域和透光區(qū)域的面積關(guān)系，提出了用面積法來(lái)檢測(cè)傾斜角。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該算法在檢測(cè)速度上有明顯的提高。
　　(4)分析了全方位傾斜傳感器包括量程，靈敏度，精度等

4、靜態(tài)特性，同時(shí)利用二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，分析全方位傾斜傳感器的動(dòng)態(tài)特性，得到其傳遞函數(shù)。
　　(5)分析實(shí)驗(yàn)誤差，提出利用最小二乘法多項(xiàng)式曲線(xiàn)擬合的方法對(duì)檢測(cè)傾斜角進(jìn)行誤差補(bǔ)償，提高了檢測(cè)精度。研究了多項(xiàng)式不同次數(shù)對(duì)擬合效果的影響，確定了多項(xiàng)式擬合的次數(shù)。
　　(6)利用V412采集視頻圖像，分析了攝像頭采集的視頻圖像格式Y(jié)UV422的內(nèi)存分布情況，實(shí)現(xiàn)了YUV422到RGB的格式轉(zhuǎn)換。將傾斜角和傾斜方位角檢測(cè)算法應(yīng)用

5、于嵌入式平臺(tái)上，并通過(guò)LCD實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)結(jié)果。
　　(7)介紹了液壓調(diào)平控制系統(tǒng)的組成，確定各個(gè)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及調(diào)平系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。提出了基于圓柱形模型的六支撐腿平臺(tái)及最高點(diǎn)調(diào)平控制算法，并將該調(diào)平算法應(yīng)用于車(chē)載雷達(dá)液壓調(diào)平控制系統(tǒng)中，利用matlab進(jìn)行調(diào)平仿真。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能避免調(diào)平過(guò)程中虛腿情況的發(fā)生，且調(diào)平時(shí)間較短。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本文的全方位傾斜傳感器可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)被測(cè)平面的傾斜角和傾斜方位角，具