基于視覺定位的電機控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、近年來,隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和微電子工藝水平的提高。工業(yè)控制領(lǐng)域中自動化及智能化程度水平越來越高。各種各樣的新型技術(shù)的出現(xiàn)不斷代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制理論。將視覺定位技術(shù)跟電機控制技術(shù)相結(jié)合引入工業(yè)控制領(lǐng)域就是其中的一種新的方法。本課題研究了與視覺定位技術(shù)相結(jié)合的一種新型的、智能型的電機控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了計算機電機控制技術(shù)、ARM技術(shù)、圖像處理及分析等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的嵌入式系統(tǒng)。首先,通過將USB攝像頭采集工控場景圖像。然后,使用

2、數(shù)字圖像處理與分析的算法進行目標的識別與定位。最后,當識別出目標及確定其位置信息后,根據(jù)這些位置信息及一些參數(shù)的設(shè)置,進行對電機的控制,最終實現(xiàn)通過電機控制的物體對準目標位置。
　　 本文介紹在嵌入式ARM+Linux環(huán)境下基于視覺定位的電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。全文共分為6章。前二章分別是緒論部分和系統(tǒng)所涉及到的數(shù)字圖像基礎(chǔ)理論。第三章是對整個系統(tǒng)的總體設(shè)計,包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件的總體設(shè)計。在第四章介紹了系統(tǒng)硬件三大模塊的設(shè)計與

3、實現(xiàn),包括核心控制模塊、視頻圖像采集模塊、電機控制模塊。第五章是系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)。最后一章是系統(tǒng)調(diào)試及其運行結(jié)果?；旧线_到了預(yù)期的目標。
　　 本文的重點是系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計與實現(xiàn)。在硬件設(shè)計方面,首先,介紹了核心控制模塊的CPU與存儲器的硬件選型及其外圍電路的電路設(shè)計與原理。系統(tǒng)采用S3C2410A作為中央微處理器,外圍電路采用一些比較常用的電路設(shè)計。接著,詳細講述了圖像采集模塊的硬件設(shè)計,系統(tǒng)采用常用的zc03

4、01pl芯片的攝像頭,其強大的內(nèi)置圖象處理功能使這款芯片可提供高質(zhì)量圖象。最后,介紹了步進電機驅(qū)動控制電路的設(shè)計與實現(xiàn),采用東芝公司生產(chǎn)TA8435H芯片來驅(qū)動步進電機,且電路簡單,工作可靠。
　　 在軟件設(shè)計方面,主要介紹了整個系統(tǒng)的各個模塊的軟件設(shè)計與實現(xiàn)。首先,介紹了嵌入式軟件平臺的搭建和嵌入式用戶界面QTE/GUI相關(guān)方面的知識。然后,講述了幾個數(shù)字圖像處理功能模塊的軟件設(shè)計與實現(xiàn),包括圖像采集、圖像濾波、圖像邊緣檢測、