CN104503486B - 一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统 - Google Patents

一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，主控制器同控制中心连接，图像处理系统包括CCD图像采集传感器、第一分控制器、存储CCD图像采集传感器采集信息的图像存储装置，图像存储装置同第一分控制器连接；激光标记系统包括激光器和反射棱镜，待测试样自动跟踪系统包括待测试样、第二分控制器和驱动待测试样运动的运动机构，待测试样上设有待检测区域A，运动机构同第二分控制器连接；激光器发出激光光线射在反射棱镜上，激光光线在反射棱镜上发生反射并反射到待测试样上形成标记区域B。本发明结构简单，实现了在高温环境下的非接触式测量，解决了接触式测量不能测知超大应变范围至断裂的材料性能的问题。

Description

一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统
技术领域
本发明涉及机器视觉跟踪技术领域，尤其涉及一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统。
背景技术
随着现代社会的进步与发展，工程材料的种类日益丰富其应用领域也不断扩大。为了生产与科学研究中快捷、准确地测知材料的机械性能等参数，则对材料测试仪器的性能提出了更高的要求。应力应变测量是材料物理特性检测中最基本环节之一，通常采用专业的测量工具—引伸计，对试件施加载荷的同时进行横向、纵向变形的测量。其方法可分为两大类即接触式测量与非接触式测量。
在接触式测量中，接触式引伸计能够测得刚性材料的应变特性，然对纤维、薄膜、泡沫或软塑性材料和微小试件的应变特性却难以测得。此外，接触式引伸计不能测知超大应变范围至断裂的材料性能；在一些高温环境、特殊场合下，其应用也受到限制。因此，寻求一种非接触式测量的方法迫在眉睫。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，结构简单，实现了在高温环境下的非接触式测量，解决了接触式测量不能测知超大应变范围至断裂的材料性能的问题。
本发明提出的一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，包括主控制器、图像处理系统、激光标记系统和待测试样自动跟踪系统；主控制器同控制中心连接，图像处理系统包括CCD图像采集传感器、第一分控制器、存储CCD图像采集传感器采集信息的图像存储装置，图像存储装置同第一分控制器连接；激光标记系统包括激光器和反射棱镜，待测试样自动跟踪系统包括待测试样、第二分控制器和驱动待测试样运动的运动机构，待测试样上设有待检测区域A，运动机构同第二分控制器连接；激光器发出激光光线射在反射棱镜上，激光光线在反射棱镜上发生反射并反射到待测试样上形成标记区域B；第一分控制器、第二分控制器均同主控制器连接，CCD图像采集传感器采集待测试样上待检测区域A、标记区域B的位置信息并存储在图像存储装置中，图像存储装置将CCD图像采集传感器采集待测试样上待检测区域A、标记区域B的位置信息传输给第一分控制器，并由第一分控制器传输给主控制器，主控制器与第二分控制器通讯，第二分控制器控制运动机构驱动待测试样运动使得其上的待检测区域A与标记区域B重叠。
优选地，第一分控制器、第二分控制器分别通过第一通讯模块、第二通讯模块与主控制器连接。
优选地，第一通讯模块、第二通讯模块均采用RS-通讯线。
优选地，运动机构包括第一运动机构和第二运动机构，第一运动机构的运动方向与第二运动机构的运动方向垂直。
优选地，第一运动机构驱动待测试样在预设方向做横向运动，第二运动机构驱动待测试样在垂直预设方向做纵向运动。
优选地，在激光器和反射棱镜之间设有入射分划板，入射分划板上设有调节其透光孔大小的透光孔缝隙调节装置。
优选地，透光孔缝隙调节装置包括遮挡透光孔的挡板，以及调节挡板在入射分划板上移动的手动调节装置。
本发明提供的一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，采用激光器在反射棱镜上发生反射并反射到待测试样上形成标记区域B，CCD图像采集传感器采集待测试样上待检测区域A、标记区域B的位置信息并存储在图像存储装置中，图像存储装置将CCD图像采集传感器采集待测试样上待检测区域A、标记区域B的位置信息传输给第一分控制器，并由第一分控制器传输给主控制器，主控制器与第二分控制器通讯，第二分控制器控制运动机构驱动待测试样运动使得其上的待检测区域A与标记区域B重叠。本发明通过待测试样运动实现其上的待检测区域A与标记区域B重叠，实现在高温环境、特殊场合下的非接触式测量；驱动待测试样运动的运动机构包括第一运动机构和第二运动机构，第一运动机构驱动待测试样在预设方向做横向运动，第二运动机构驱动待测试样在垂直预设方向做纵向运动，这样待测试样在平面二维方向内做直线运动，并运动至待检测区域A与标记区域B重叠，实现实时跟踪。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，包括主控制器11、图像处理系统、激光标记系统和待测试样自动跟踪系统；主控制器11同控制中心连接，图像处理系统包括CCD图像采集传感器21、第一分控制器22、存储CCD图像采集传感器21采集信息的图像存储装置23，图像存储装置23同第一分控制器22连接；激光标记系统包括激光器31和反射棱镜32，待测试样自动跟踪系统包括待测试样41、第二分控制器42和驱动待测试样41运动的运动机构43，待测试样41上设有待检测区域A，运动机构43同第二分控制器42连接；激光器31发出激光光线射在反射棱镜32上，激光光线在反射棱镜32上发生反射并反射到待测试样41上形成标记区域B；第一分控制器22、第二分控制器42均同主控制器11连接，CCD图像采集传感器21采集待测试样41上待检测区域A、标记区域B的位置信息并存储在图像存储装置23中，图像存储装置23将CCD图像采集传感器21采集待测试样41上待检测区域A、标记区域B的位置信息传输给第一分控制器22，并由第一分控制器22传输给主控制器11，主控制器11与第二分控制器42通讯，第二分控制器42控制运动机构43驱动待测试样41运动使得其上的待检测区域A与标记区域B重叠。
本发明中，第一分控制器22、第二分控制器42分别通过第一通讯模块、第二通讯模块与主控制器11连接，第一通讯模块、第二通讯模块均采用RS-232通讯线。
本发明中，运动机构43包括第一运动机构和第二运动机构，第一运动机构驱动待测试样在预设方向做横向运动，第二运动机构驱动待测试样在垂直预设方向做纵向运动。这样待测试样41在平面二维方向内做直线运动，激光器31通过反射棱镜32反射在待测试样41的标记区域是不动的，待测试样41上的待检测区域A随待测试样41运动至于标记区域B重叠，实现实时跟踪。本发明中，待检测区域A由控制中心发出光线照射在待测试样41上，控制中心和待测试样41同步运动。
在具体实施例中，在激光器31和反射棱镜32之间设有入射分划板33，入射分划板33上设有调节其透光孔大小的透光孔缝隙调节装置，透光孔缝隙调节装置包括遮挡透光孔的挡板，以及调节挡板在入射分划板33上移动的手动调节装置，通过调节入射分划板33上透光孔的大小来调节激光器发出激光光线折射在待测试样41上的标记区域B的大小。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，包括主控制器(11)、图像处理系统、激光标记系统和待测试样自动跟踪系统；主控制器(11)同控制中心连接，图像处理系统包括CCD图像采集传感器(21)、第一分控制器(22)、存储CCD图像采集传感器(21)采集信息的图像存储装置(23)，图像存储装置(23)同第一分控制器(22)连接；激光标记系统包括激光器(31)和反射棱镜(32)，待测试样自动跟踪系统包括待测试样(41)、第二分控制器(42)和驱动待测试样(41)运动的运动机构(43)，待测试样(41)上设有待检测区域A，运动机构(43)同第二分控制器(42)连接；激光器(31)发出激光光线射在反射棱镜(32)上，激光光线在反射棱镜(32)上发生反射并反射到待测试样(41)上形成标记区域B；第一分控制器(22)、第二分控制器(42)均同主控制器(11)连接，CCD图像采集传感器(21)采集待测试样(41)上待检测区域A、标记区域B的位置信息并存储在图像存储装置(23)中，图像存储装置(23)将CCD图像采集传感器(21)采集待测试样(41)上待检测区域A、标记区域B的位置信息传输给第一分控制器(22)，并由第一分控制器(22)传输给主控制器(11)，主控制器(11)与第二分控制器(42)通讯，第二分控制器(42)控制运动机构(43)驱动待测试样(41)运动使得其上的待检测区域A与标记区域B重叠。
2.根据权利要求1所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，第一分控制器(22)、第二分控制器(42)分别通过第一通讯模块、第二通讯模块与主控制器(11)连接。
3.根据权利要求2所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，第一通讯模块、第二通讯模块均采用RS-232通讯线。
4.根据权利要求1所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，运动机构(43)包括第一运动机构和第二运动机构，第一运动机构的运动方向与第二运动机构的运动方向垂直。
5.根据权利要求4所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，第一运动机构驱动待测试样在预设方向做横向运动，第二运动机构驱动待测试样在垂直预设方向做纵向运动。
6.根据权利要求1所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，在激光器(31)和反射棱镜(32)之间设有入射分划板(33)，入射分划板(33)上设有调节其透光孔大小的透光孔缝隙调节装置。
7.根据权利要求6所述的基于试样运动的机器视觉自动跟踪控制系统，其特征在于，透光孔缝隙调节装置包括遮挡透光孔的挡板，以及调节挡板在入射分划板(33)上移动的手动调节装置。
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