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智能激光切割机控制算法研究
作 者: 饶华铭
导 师: 柳宁
学 校: 暨南大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 智能激光切割机 智能相机 圆投影匹配 HPGL 运动控制
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 63次
引 用: 1次
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内容摘要
目前,激光切割机加工过程中工件的定位多采用机械式的人工定位,这种定位方式自动化程度不高,定位精度和加工效率受人为因素的影响很大。本文将智能相机系统应用于激光切割机中,利用图像处理算法,自动识别与定位工件,生成切割轨迹,由运动控制系统完成工件切割,形成智能激光切割机。本文详细讨论了智能激光切割机系统结构和设计方案,分析了各个子系统的硬件结构和软件功能。针对自动识别与定位工件问题,提出了双相机定位方法,全局相机负责目标识别与粗定位,局部相机负责精定位,利用改进的圆投影匹配算法和BLOB分析算法,实现多目标的识别与定位,并讨论了DSP平台算法移植问题。应用HPGL语言描述工件边缘信息,生成PLT格式的切割轨迹文件,讨论了切割路径优化方法。根据工件的定位结果,将切割轨迹文件译码为运动控制指令,控制激光切割机完成切割任务。设计了开放式数控系统的插补算法,包括插补速度规划和插补运动计算。通过一系列实验测试了本文的方法和系统。图像匹配算法实验证明了改进的匹配算法准确性高、速度快;目标识别与定位实验证明了系统的定位精度高,稳定性好;工件切割实验证明了系统功能已经达到设计要求,有很好的应用前景。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-6 目录 6-8 1 绪论 8-15 1.1 研究背景 8-9 1.2 研究现状和发展趋势 9-13 1.3 课题来源 13-14 1.4 论文结构和主要内容 14-15 2 系统结构与方案设计 15-24 2.1 智能激光切割机系统结构 15-18 2.2 智能相机设计概要 18-21 2.3 运动控制系统介绍 21-24 2.3.1 运动控制卡 21-22 2.3.2 开放式数控系统 22-24 3 目标识别与定位 24-40 3.1 图像匹配算法研究 24-25 3.2 圆投影匹配算法改进 25-27 3.2.1 圆投影原理 25-26 3.2.2 圆投影算法改进 26-27 3.2.3 旋转角度计算 27 3.3 双相机定位方法 27-31 3.3.1 定位平台 27-28 3.3.2 全局相机粗定位 28-29 3.3.3 局部相机精定位 29-31 3.4 BLOB分析算法和多目标识别定位 31-36 3.4.1 BLOB分析算法原理 31-33 3.4.2 多目标识别与定位 33-36 3.5 DSP平台算法移植 36-40 3.5.1 算法移植问题 36-38 3.5.2 算法测试 38-40 4 轨迹描述与生成 40-50 4.1 图像边缘检测 40-41 4.2 HPGL语言描述切割轨迹 41-48 4.2.1 HPGL语言和指令 41-42 4.2.2 切割轨迹提取与生成 42-48 4.3 切割路径优化 48-50 5 切割运动控制 50-63 5.1 运动平台测试 50-51 5.2 运动控制卡研究 51-55 5.2.1 运动控制卡连接 51-52 5.2.2 轨迹译码与执行 52-55 5.3 开放式数控系统研究 55-63 5.3.1 二进制文件编译码 56-58 5.3.2 插补速度规划和插补运动计算 58-63 6 实验 63-71 6.1 图像匹配算法实验 63-65 6.2 目标识别与定位实验 65-69 6.2.1 单目标识别与定位实验 66 6.2.2 多目标识别与定位实验 66-68 6.2.3 重复定位实验 68-69 6.3 工件切割实验 69-71 7 总结与展望 71-73 7.1 论文总结 71-72 7.2 展望 72-73 参考文献 73-76 在学期间发表论文清单 76-77 致谢 77
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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