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基于视觉定位的换向器刻槽关键技术研究

尹志生  
【摘要】:随着直流电机精度、及安全性的提高,对换向过程中泄漏电流的要求越来越高,而换向器云母槽的尺寸精度作为影响中的关键一环,极大地限制了机械换向式直流电机的应用范围。因此,开展基于视觉定位的换向器刻槽关键技术研究,提高刻槽机的定位精度和定位速度,对换向器的批量制造、降低生产成本具有重要意义。 为了满足刻槽机高定位精度( ?0 .05mm)、高定位速度(0.5s/线)要求,研制出一套基于视觉的换向器刻槽系统。本文就定位过程中涉及的视觉识别技术、视觉标定技术、视觉伺服技术等内容,展开了系统研究。 首先,在分析了传统中值滤波算法和均值滤波算法的基础上,考虑目标图像的特性,适当地结合两种滤波器进行混合滤波,设计了基于形状特性的混合滤波算法,并进行了该滤波算法的有效性实验。 其次,比较了传统图像分割算法的各自优势,结合边缘检测的精确性和阈值分割的高效性,设计了一种基于边缘检测的自适应阈值分割算法。 然后,针对课题定位系统属图像中心定位的特点,建立了定位系统线性成像模型,采用透视变换法完成摄像机部分参数的标定。同时为了满足高定位精度、高定位速度的要求,构建了基于定常雅可比矩阵的视觉伺服系统模型,完成了定位算法仿真验证实验。 最后,在论证了上述定位算法的可行性后,设计了定位系统硬件平台,完成了定位算法程序的编写,对实验过程中的定位时间和定位速度进行了统计分析。


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