CN103159136A - 主动视觉控制的天车精确定位系统 - Google Patents

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蔡豫
谢松泉
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Abstract

本发明公开了一种主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：摄像机（1）与图像采集卡（2）连接，图像采集卡（2）与工控机（3）连接，工控机（3）与数字量输出卡（4）连接，数字量输出卡（4）与天车驱动执行机构（5）连接。本发明的优点：本系统可以在软件上实现多个软限位开关，实现复杂的多天车连锁的控制操作，系统工作稳定，实现不同天车的精确定位，精确测量，完全实现多天车的全自动导航。

Description

主动视觉控制的天车精确定位系统
技术领域
本发明涉及一种天车精确定位系统。
背景技术
现有天车的定位技术绝大多数都是使用光电开关作为定位器，而当天车的运动速度较快时，可能出现天车在定位点没有停车，而是直接冲过定位点的情况。目前多数是靠工人（司机）来人工判断天车速度以及距离定位点的位置，然后对天车的速度进行手动的调节。在这种情况下仍然会出现天车定位不准确或定位失效的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种机器主动视觉控制的天车精确定位系统，以克服现有技术存在的由于天车速度过快或天车司机误操作导致的天车定位不准或定位失效的问题。
本发明采用以下技术方案：摄像机与图像采集卡连接，图像采集卡与工控机连接，工控机与数字量输出卡连接，数字量输出卡与天车驱动执行机构连接。
本发明采用摄像机作为图像采集传感器，图像采集卡作为图像数据采集工具，工业控制计算机作为天车位置控制与判断的逻辑机构，安装在工业控制计算机上的数字量输出卡作为控制指令输出模块，并以此驱动多个执行机构，实现多个天车的协调运动。本发明是一整套的信号反馈，信号处理，信号判断，控制执行的完整系统。工业操作人员可以方便的在工控机上进行天车的单独控制，不同天车的实时距离精确测量，不同天车的连锁控制的编程操作（基于Halcon的二次开发平台），全程可以在上位机进行实时的监控。
本发明将图像识别的成果应用到天车的精确控制应用上。在Halcon视觉开发平台的成熟图像识别算法的基础上，可以方便的在上位机实现在摄像机下的精确天车距离的定位和测量。并在此信息的基础上搭建复杂的天车控制程序。实现不同天车间精确定位的连锁控制工艺需求。
附图说明
图1为本发明的系统硬件结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：摄像机1与图像采集卡2连接，图像采集卡2与工控机3连接，工控机3与数字量输出卡4连接，数字量输出卡4与天车驱动执行机构5连接。
如图1所示，首先由工业摄像机拍摄天车工作画面，通过同轴电缆传输到工控机上的图像采集卡上。Halcon平台运行在工控机上对采集过来的实时天车图像进行实时的处理。并对天车位置进行测量和判断。根据应用的控制策略，工控机通过数字量输出卡发出对不同天车的控制信号。信号通过数字量输出卡输出到天车驱动执行机构对天车的运动进行实时操作，例如x，y，z轴方向的前进，后退，静止。
并在精确的定位和距离测量的基础上设计天车的连锁控制的工艺要求。
数字量输出卡的一路信号可以控制一个方向的天车运动。利用数字量输出的高电平可以控制一个继电器，继电器的辅助触点对天车执行机构（电机）进行直接控制。两路信号控制两个继电器可以实现电机的正反转控制，实现前进后退操作。 
 本系统对主机的要求是：
1)．PC机/工控机性能稳定；
2)．CPU的运算速度不低于1600M；
3)．大容量内存，不低于512M；
4)．大容量硬盘/活动硬盘，建议80G左右；
5)．显卡的显存32M以上
图像采集卡:
本发明选取DH-CG300型图像板卡。
特点：
1)．三路复合输入。
2)．支持PAL，NTSC彩色/黑白视频输入。
3)．支持单场、单帧、连续场、连续帧的采集方式。
数字量输出卡：
本发明选取PCI2316型光电隔离开关量输出板。
特点：
1)64路（共地）开关量输出通道（光电隔离）。
2)数字输出与PC机完全隔离。
3)输出建立时间小于100微秒。
4)最大输出电流：大于15mA/路（压降小于1V）。
系统软件平台：
      操作系统：Windows98/2000/XP/7
   开发工具：Halcon Develop Tools，Visual C++6.0，qt。
本发明的优点：本系统可以在软件上实现多个软限位开关。实现复杂的多天车连锁的控制操作。系统工作稳定，实现不同天车的精确定位，精确测量。完全实现多天车的全自动导航。在普通工况下，可以实现自动判断天车的速度，以及天车的位置，在天车快到达定位点时，工控机自动发出降速指令，驱动天车的执行电机，提前降低天车的速度，完全杜绝采用光电开关方式下产生的定位失效或定位不准确的情况。
定位系统对于软件运行的要求是必须实现实时判断，也就是摄像机检测到天车特定位置要求后，马上工控机能够做出正确的判断，输出控制信号到输出卡，输出卡立即控制执行机构进行天车的启停操作，总延时不操过0.1s。可以认为整个操作过程实现了实时的操作。目前软件和硬件的选择均能够满足这个要求。

Claims (5)

1.一种主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：摄像机（1）与图像采集卡（2）连接，图像采集卡（2）与工控机（3）连接，工控机（3）与数字量输出卡（4）连接，数字量输出卡（4）与天车驱动执行机构（5）连接。
2.根据权利要求1所述的主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：工控机（3）CPU的运算速度不低于1600M，内存不低于512M，硬盘/活动硬盘80G以上，显卡的显存32M以上。
3.根据权利要求1所述的主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：图像采集卡（2）选取DH-CG300型图像板卡。
4.根据权利要求1所述的主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：数字量输出卡（4）选取PCI2316型光电隔离开关量输出板。
5.根据权利要求1所述的主动视觉控制的天车精确定位系统，其特征在于：系统软件平台操作系统：Windows98/2000/XP/7。
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