一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，包括依次連接的圖像采集模塊、控制模塊以及驅(qū)動模塊；所述圖像采集模塊還連接數(shù)字CCD相機，用于接收采集到的目標圖像，并發(fā)送至所述控制模塊；所述控制模塊用于根據(jù)接收到的目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊；所述驅(qū)動模塊用于響應(yīng)于所述控制信號驅(qū)動所述數(shù)字CCD相機和所述目標圖像同步移動。本發(fā)明專利技術(shù)的一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，可以控制數(shù)字CCD相機和目標圖像同步移動，提高圖像采集的質(zhì)量。

A speed feedback manipulator for controlling digital CCD camera image acquisition

The invention discloses a method for feedback manipulator control digital CCD camera image acquisition speed, includes image acquisition module, connection control module and a driving module; the image acquisition module is connected with the digital CCD camera for receiving target image collected, and sent to the control module; the control according to the average target module is used for image feature points of the received value, variance and mobile sensitivity, respectively generate the desired trajectory and tasks according to the equation, trajectory equation and task outputs control signal to the driving module; the drive module is used for responding to the control signal to drive the digital the CCD camera and the target image synchronous mobile. The invention relates to a speed feedback manipulator for controlling digital CCD camera image acquisition, which can control the synchronous movement of a digital CCD camera and a target image, and improve the quality of image acquisition.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手
本專利技術(shù)涉及工業(yè)機器人
，更具體的說是涉及一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代工業(yè)中，許多產(chǎn)品(如電子與器件、五金器件零部件等)的生產(chǎn)在自動線上完成，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)都涉及到產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，一些企業(yè)投入大量人力，采用肉眼檢測的方式來控制產(chǎn)品質(zhì)量，但由于一些人為因素，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。為提高檢測效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用機器視覺技術(shù)代替人的視覺進行產(chǎn)品質(zhì)量的自動檢測是解決問題的有效方法。機器視覺由于可快速獲取大量信息，且易于同設(shè)計信息和控制信息進行集成，因此在現(xiàn)代制造生產(chǎn)過程中，機器視覺被廣泛的用于質(zhì)量檢測、生產(chǎn)控制等。相對于人眼視覺，機器視覺具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展前景，因此近年來機器視覺得以迅速發(fā)展，其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、交通等各個領(lǐng)域。在實際應(yīng)用中，使用機械手采集圖像，可以提高圖像采集的質(zhì)量。在我國，直到90年代中后期機器視覺技術(shù)才逐漸被人們認識和了解，因此，有關(guān)機械手的技術(shù)也相對落后。目前，缺少一種可以真正在實際應(yīng)用中采集高質(zhì)量圖片的機械手。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，可以控制數(shù)字CCD相機和目標圖像同步移動，提高圖像采集的質(zhì)量。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，包括依次連接的圖像采集模塊、控制模塊以及驅(qū)動模塊；所述圖像采集模塊還連接數(shù)字CCD相機，用于接收采集到的目標圖像，并發(fā)送至所述控制模塊；所述控制模塊用于根據(jù)接收到的目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊；所述驅(qū)動模塊用于響應(yīng)于所述控制信號驅(qū)動所述數(shù)字CCD相機和所述目標圖像同步移動。作為一種可實施方式，所述圖像采集模塊包括HY998芯片，所述HY998芯片的輸入端連接天線，所述HY998芯片通過所述天線和所述數(shù)字CCD相機無線連接，以接收所述數(shù)字CCD相機采集到的目標圖像；所述HY998芯片的輸出端連接所述控制模塊，以發(fā)送采集到的目標圖像至所述控制模塊；其中，所述HY998芯片的IO端通過彼此串聯(lián)的第一反相器和第二反相器連接所述控制模塊，所述HY998芯片的D端通過依次串聯(lián)的第一二極管、第三反相器以及第四反相器連接所述控制模塊，所述HY998芯片的IO端和C端之間還通過第二二極管連接。作為一種可實施方式，所述控制模塊為DSP，所述DSP的多個輸入端分別連接所述HY998芯片的IO端、D端以及C端，所述DSP的輸出端連接所述驅(qū)動模塊。作為一種可實施方式，所述驅(qū)動模塊包括第一D觸發(fā)器、第一三極管、第一繼電器，所述第一D觸發(fā)器的CP端和R端均連接所述控制模塊，所述第一D觸發(fā)器的Q端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的集電極連接所述第一繼電器；所述驅(qū)動模塊還包括第二D觸發(fā)器、第二三極管、第二繼電器，所述第二D觸發(fā)器的CP端和R端均連接所述控制模塊，所述第二D觸發(fā)器的Q端連接所述第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極連接所述第二繼電器；所述驅(qū)動模塊還包括電機，所述電機受控于第一繼電器繞一方向轉(zhuǎn)動，受控于第二繼電器繞另一方向轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述數(shù)字CCD相機和所述目標圖像同步移動。作為一種可實施方式，所述電機的供電端和變壓器的初級并聯(lián)，所述圖像采集模塊、所述控制模塊以及所述驅(qū)動模塊除所述電機以外的器件均通過電源模塊和變壓器的次級并聯(lián)；其中，所述電源模塊包括組成半波整流電路的第三二極管和第四二極管、濾波電容、以及穩(wěn)壓芯片；所述第三二極管和第四二極管連接所述變壓器的次級，所述濾波電容連接所述第三二極管和第四二極管的輸出端，所述穩(wěn)壓芯片連接所述濾波電容。作為一種可實施方式，所述驅(qū)動模塊除所述電機以外的器件均由濾波電容進行供電，所述圖像采集模塊和所述控制模塊均由穩(wěn)壓芯片進行供電。作為一種可實施方式，所述變壓器的初級連接有可控開關(guān)，所述可控開關(guān)受控于所述DSP，在所述電機的速度跟不上目標圖像的移動速度時斷開所述變壓器的初級的電源。本專利技術(shù)相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：本專利技術(shù)提供了一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，包括依次連接的圖像采集模塊、控制模塊以及驅(qū)動模塊；其中使用控制模塊根據(jù)目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊，使數(shù)字CCD相機和目標圖像同步移動，以提高圖像采集的質(zhì)量。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提供的用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手的框圖；圖2為本專利技術(shù)提供的用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手的原理圖。圖中：100、圖像采集模塊；200、控制模塊；300、驅(qū)動模塊；310、電源模塊。具體實施方式以下結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)的部分實施例，而不是全部實施例。參照圖1，本專利技術(shù)提供一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，包括依次連接的圖像采集模塊100、控制模塊200以及驅(qū)動模塊300；其中，圖像采集模塊100還連接數(shù)字CCD相機，用于接收采集到的目標圖像，并發(fā)送至控制模塊200；控制模塊200用于根據(jù)接收到的目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至驅(qū)動模塊300；驅(qū)動模塊300用于響應(yīng)于控制信號驅(qū)動數(shù)字CCD相機和目標圖像同步移動。這樣，可以提高圖像采集的質(zhì)量。其中，在控制模塊中，具體執(zhí)行以下操作。將目標圖像特征點作為視覺伺服的特征向量，使數(shù)字CCD相機的運動速度和采集目標的運動速度同步，使用最小二乘法進行控制機械手的速度，以提高圖像采集的質(zhì)量。其中，根據(jù)圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度等數(shù)學特征，分別設(shè)計對應(yīng)的期望運動軌跡并建立多個任務(wù)方程，作為主任務(wù)和次任務(wù)計算攝像機速度。由于在基本的機械手臂運動學控制將機械臂的運動看做是機械手工具坐標系或末端坐標系相對于基坐標系的運動大部分情況下操作機械臂的目標是將其從當前位置移動到期望位置而如何移動機械手臂，沿哪條路徑移動機械手臂以及以何種速度、加速度移動機械手臂是需要進行軌跡規(guī)劃的。節(jié)空間規(guī)劃是對關(guān)節(jié)角度進行運動規(guī)劃。應(yīng)用逆運動學理論，可以將當前機械手末端姿態(tài)與其期望姿態(tài)的中間點轉(zhuǎn)換成一組期望的關(guān)節(jié)角，得到經(jīng)過各個中間點并且終止于目標點的n個關(guān)節(jié)的光滑函數(shù)。圖像信息對于機器人的智能化非常重要。如何在機器人移動的過程中盡量能夠?qū)⒂杏玫膱D像信息保留在視野內(nèi)對機器人來說具有一定的意義。以射擊運動為例，當射擊運動員射擊多目標時，如果所有目標均在視野內(nèi)，那么射擊運動員可以較為快速的將目標逐一擊落。保證所有潛在目標在視野內(nèi)，可以提供這種快速的反應(yīng)能力。同樣的，在視覺機器人控制中，不光用于視覺祠服的視覺信息是必需的，其他重要信息也應(yīng)該盡量保留在視野里。根據(jù)圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度等數(shù)學特征，分別設(shè)計對應(yīng)的期望本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，其特征在于，包括依次連接的圖像采集模塊(100)、控制模塊(200)以及驅(qū)動模塊(300)；所述圖像采集模塊(100)還連接數(shù)字CCD相機，用于接收采集到的目標圖像，并發(fā)送至所述控制模塊(200)；所述控制模塊(200)用于根據(jù)接收到的目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊(300)；所述驅(qū)動模塊(300)用于響應(yīng)于所述控制信號驅(qū)動所述數(shù)字CCD相機和所述目標圖像同步移動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，其特征在于，包括依次連接的圖像采集模塊(100)、控制模塊(200)以及驅(qū)動模塊(300)；所述圖像采集模塊(100)還連接數(shù)字CCD相機，用于接收采集到的目標圖像，并發(fā)送至所述控制模塊(200)；所述控制模塊(200)用于根據(jù)接收到的目標圖像特征點的平均值、方差和移動敏感度，分別生成相應(yīng)的期望運動軌跡和任務(wù)方程，再根據(jù)期望運動軌跡和任務(wù)方程輸出控制信號至所述驅(qū)動模塊(300)；所述驅(qū)動模塊(300)用于響應(yīng)于所述控制信號驅(qū)動所述數(shù)字CCD相機和所述目標圖像同步移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，其特征在于，所述圖像采集模塊(100)包括HY998芯片，所述HY998芯片的輸入端連接天線，所述HY998芯片通過所述天線和所述數(shù)字CCD相機無線連接，以接收所述數(shù)字CCD相機采集到的目標圖像；所述HY998芯片的輸出端連接所述控制模塊(200)，以發(fā)送采集到的目標圖像至所述控制模塊(200)；其中，所述HY998芯片的IO端通過彼此串聯(lián)的第一反相器和第二反相器連接所述控制模塊(200)，所述HY998芯片的D端通過依次串聯(lián)的第一二極管、第三反相器以及第四反相器連接所述控制模塊(200)，所述HY998芯片的IO端和C端之間還通過第二二極管連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，其特征在于，所述控制模塊(200)為DSP，所述DSP的多個輸入端分別連接所述HY998芯片的IO端、D端以及C端，所述DSP的輸出端連接所述驅(qū)動模塊(300)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于控制數(shù)字CCD相機圖像采集的速度反饋性機械手，其特征在于，所述驅(qū)動模塊(300)包括第一D觸發(fā)器、第一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞興，洪靈，程旗凱，陳源通，陳卸件，王京，余曉春，朱振，潘浩雷，張慶權(quán)，黃小健，陳艷麗，金璐，洪豐，
申請(專利權(quán))人：浙江碩和機器人科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33