基于Modbus/TCP的智能相机通信接口实现 被引量：4

1

作者 白瑞林 史鹏飞 +1 位作者 吉峰 徐义钊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第4期618-622,共5页

在工业现场的机器视觉检测系统中,智能相机通信数据量庞大,因此其对通信接口的可靠性和实时性提出了较高的要求,针对此问题设计并实现了一种基于Mdobus/TCP协议的智能相机通信接口。结合嵌入式技术,给出了基于服务器/客户端模式的智能... 在工业现场的机器视觉检测系统中,智能相机通信数据量庞大,因此其对通信接口的可靠性和实时性提出了较高的要求,针对此问题设计并实现了一种基于Mdobus/TCP协议的智能相机通信接口。结合嵌入式技术,给出了基于服务器/客户端模式的智能相机系统的硬件结构设计,并详细说明了智能相机通信接口的软件实现过程。将智能相机设计为服务器端,使智能相机可以同时和多客户端设备通信,提高了智能相机通信接口的可靠性;在协议中加入Mdobus/TCP自定义功能码,使智能相机与客户端可以通信大数据量的文件,提高了智能相机通信接口的灵活性和实时性,更好地满足了机器视觉系统的通信需求。目前采用该通信接口的智能相机已经应用于工业现场的产品质量检测,提高了工厂的生产效率和产品质量,取得了良好的成效。 展开更多

关键词 机器视觉 智能相机 MODBUS/TCP 工业以太网

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嵌入式机器视觉操作终端通信模块的设计与实现 被引量：1

2

作者 陈祎 白瑞林 +1 位作者 冯伟 吉峰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期127-131,共5页

机器视觉系统通信数据量大、实时性要求高且依赖PC机,针对这些特点本文设计并实现了一种嵌入式操作终端通信模块。该模块采用三星2440作为主芯片,双网卡硬件结构,运行WinCE5.0操作系统,使用Modbus/TCP和自定义协议,通过增加自定义功能... 机器视觉系统通信数据量大、实时性要求高且依赖PC机,针对这些特点本文设计并实现了一种嵌入式操作终端通信模块。该模块采用三星2440作为主芯片,双网卡硬件结构,运行WinCE5.0操作系统,使用Modbus/TCP和自定义协议,通过增加自定义功能码和文件传输规范,使基于客户端/服务器模式的操作终端与智能相机能够一次通信大数据量的文件,很好地满足了视觉系统通信需求。测试表明:该通信模块正确读取和显示相机的配置信息和检测过程中输出的实时运行参数,接收一帧480*360灰度图像平均耗时82ms,具有良好的实时性和可靠性。该模块已成功应用于工业现场,取得了良好的效果。 展开更多

关键词 机器视觉 操作终端 双网卡 MODBUS/TCP 自定义协议

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焊接机器人曲线焊缝的自动跟踪控制 被引量：6

3

作者 闫文才 白瑞林 +2 位作者 刘子腾 李新 郭新年 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第5期222-227,共6页

为实现焊接机器人对曲线焊缝的自动跟踪,提出一种简便的位姿实时调整策略和协调视觉跟踪与机器人运动的视觉伺服控制方法。建立了曲线焊缝视觉跟踪过程中焊接机器人期望位姿的数学模型;设计了一种上下层结构的模糊视觉伺服控制器,通过... 为实现焊接机器人对曲线焊缝的自动跟踪,提出一种简便的位姿实时调整策略和协调视觉跟踪与机器人运动的视觉伺服控制方法。建立了曲线焊缝视觉跟踪过程中焊接机器人期望位姿的数学模型;设计了一种上下层结构的模糊视觉伺服控制器,通过建立焊缝特征点像素坐标偏差与末端轴旋转角度之间的关系模型,动态确定模糊论域的大小,在机器人期望位姿的基础上仅仅通过调整末端轴的旋转量来保证图像特征点始终存在于相机视场内。通过模拟焊接机器人自动跟踪曲线焊缝的实验,验证了所提策略与方法的有效性。 展开更多

关键词 焊接机器人 位姿调整 曲线焊缝跟踪 视觉伺服控制

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基于机器视觉的整经机断纱检测系统 被引量：10

4

作者 史鹏飞 白瑞林 +1 位作者 杨文浩 黄晓江 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期750-754,760,共6页

针对目前纺织行业整经机断纱检测可靠性低、灵敏度差等问题,开发了一款智能相机,实现了基于机器视觉的断纱自动检测系统.系统硬件结构以智能相机为核心,结合可编程逻辑控制器和触摸屏等设备实现机电一体化检测,提高了系统检测的灵敏度.... 针对目前纺织行业整经机断纱检测可靠性低、灵敏度差等问题,开发了一款智能相机,实现了基于机器视觉的断纱自动检测系统.系统硬件结构以智能相机为核心,结合可编程逻辑控制器和触摸屏等设备实现机电一体化检测,提高了系统检测的灵敏度.视觉算法将复杂的二维信号转换为一维信号,从一维信号中自适应提取信号的极值,根据极值信号统计纱线根数,得到检测结果.针对现场图片存在噪声干扰的问题,提出基于局部信号相关性判断和极值点修正等信号极值选择方法,提高了系统检测的可靠性.实际应用表明,该断纱检测系统具有较好的检测灵敏度和可靠性,能够有效提高整经机的整经效率. 展开更多

关键词 整经 断纱检测 机器视觉 智能相机

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经编机布匹瑕疵的在线视觉检测 被引量：5

5

作者 王明景 吉峰 白瑞林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第9期185-190,共6页

为实现经编机织布过程中布匹瑕疵的实时检测,提出了一种基于机器视觉的实时检测方法。离线训练时分别学习有瑕疵和无瑕疵纹理布匹图像,自动求取纹理基元周期和纹理方向,用以构建实用的两方向Gabor滤波器组,进而提取有和无瑕疵图像特征... 为实现经编机织布过程中布匹瑕疵的实时检测,提出了一种基于机器视觉的实时检测方法。离线训练时分别学习有瑕疵和无瑕疵纹理布匹图像,自动求取纹理基元周期和纹理方向,用以构建实用的两方向Gabor滤波器组,进而提取有和无瑕疵图像特征。在线检测时,以离线所构建的Gabor滤波器组分解图像,以离线所求取的参数窗口化Gabor子图,进而提取子图特征并采用特征变化率来代替原始特征的方法以消除光照不均影响。实验表明,该方法可以适应不同纹理布匹检测需求,消除光照影响,布匹检测准确率高达99%,检测一帧(54 pixel×600 pixel)的平均时间为100 ms,实时性和准确性高,可实现经编机布匹瑕疵的在线实时检测。 展开更多

关键词 经编机 机器视觉 瑕疵检测 GABOR滤波器

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串联机器人的双模糊自适应滑模控制 被引量：1

6

作者 闫文才 李新 白瑞林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第9期52-56,81,共6页

提出了一种串联机器人的改进控制算法。采用一自适应模糊控制器,根据滑模到达条件对滑模切换增益进行估算,消除滑模控制中输出力矩的抖振现象,增强其对不确定性因素的适应能力。采用另一自适应模糊控制器对指数趋近律系数进行修正,改善... 提出了一种串联机器人的改进控制算法。采用一自适应模糊控制器,根据滑模到达条件对滑模切换增益进行估算,消除滑模控制中输出力矩的抖振现象,增强其对不确定性因素的适应能力。采用另一自适应模糊控制器对指数趋近律系数进行修正,改善由于大范围初始位姿产生的偏差而引起的大力矩和速度跳变问题。该方法无需确定被控对象的具体数学模型,具有强鲁棒性和高跟踪精度。基于Lyapunov方法进行了稳定性证明,保证控制系统的稳定性与收敛性。实验结果表明,该方法应用于串联机器人,跟踪效果良好并产生了平滑的力矩输出和速度输出。 展开更多

关键词 机器人 滑模控制 自适应模糊控制 抖振 速度跳变

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紧固式虚拟机在智能相机中的设计与实现

7

作者 赵洁 白瑞林 +1 位作者 朱渊渤 毛振峰 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第1期6-10,共5页

提出了一种紧固式虚拟机,并在嵌入式智能相机中设计实现。在动态类装载时进行常量池解析和方法表建立,开发了机器视觉本地方法接口,以提高运行速度;采用两个双向链表对内存进行管理,从而提高虚拟机的稳定性。通过该虚拟机实现了智能相... 提出了一种紧固式虚拟机,并在嵌入式智能相机中设计实现。在动态类装载时进行常量池解析和方法表建立,开发了机器视觉本地方法接口,以提高运行速度;采用两个双向链表对内存进行管理,从而提高虚拟机的稳定性。通过该虚拟机实现了智能相机的用户自定义工具。测试表明,虚拟机在智能相机的装载时间达到1 ms,实际平均每条字节码指令运行时间只有0.12μs,满足实时性要求。 展开更多

关键词 虚拟机 自定义工具 智能相机

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SCARA机器人模糊自适应滑模控制 被引量：2

8

作者 许凡 白瑞林 +1 位作者 过志强 闫文才 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第22期48-52,108,共6页

为了提高SCARA机器人的轨迹跟踪控制性能,提出了一种基于非奇异终端滑模面和改进的快速趋近律的滑模控制策略。设计了一种非奇异的快速终端滑模面,可在任意初始状态下收敛到平衡点;改进滑模控制的趋近律,在保证快速趋近的同时可有效抑... 为了提高SCARA机器人的轨迹跟踪控制性能,提出了一种基于非奇异终端滑模面和改进的快速趋近律的滑模控制策略。设计了一种非奇异的快速终端滑模面,可在任意初始状态下收敛到平衡点;改进滑模控制的趋近律,在保证快速趋近的同时可有效抑制抖振,并采用双曲正切函数代替传统的符号函数,有效地消除了高频抖振。采用模糊控制调节趋近律参数,改善初始状态误差过大时引起的力矩冲击问题;基于SCARA机器人模型仿真实验表明,实验结果跟踪性能良好,输出力矩平滑。 展开更多

关键词 轨迹跟踪控制 模糊控制 滑模面 趋近律 抖振

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SCARA机器人内模控制方法 被引量：3

9

作者 赵登步 白瑞林 李新 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第5期22-26,46,共6页

为了使SCARA机器人在外界干扰和模型不精确的情况下具有优良的轨迹跟踪性能,提出一种基于内模控制原理设计SCARA机器人控制器的方法。采用拉格朗日方法获得SCARA机器人动力学模型,将其作为内模控制的估计模型;选择内模滤波器f(S)设计内... 为了使SCARA机器人在外界干扰和模型不精确的情况下具有优良的轨迹跟踪性能,提出一种基于内模控制原理设计SCARA机器人控制器的方法。采用拉格朗日方法获得SCARA机器人动力学模型,将其作为内模控制的估计模型;选择内模滤波器f(S)设计内模控制器Q(S)使其满足稳态误差为零的条件,通过推导得出不同输入信号下的SCARA机器人控制律。通过仿真,将其与自适应模糊滑模控制方法进行对比分析,结果表明所提出的方法轨迹跟踪精度高,抗干扰能力强,控制器参数调节简单。 展开更多

关键词 选择顺应性装配机器手臂(SCARA) 机器人 内模控制(IMC) 扰动 不精确模型

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交流伺服硬件在回路系统的设计 被引量：1

10

作者 朱渊渤 白瑞林 +1 位作者 吉峰 王长江 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第6期631-636,共6页

基于虚拟仪器技术,提出了一种开放式的交流伺服硬件在回路仿真系统的设计方法。PC机运行实时操作系统,通过NI RIO板卡连接驱动器。对RIO板载FPGA编程实现多种模式,SVPWM和高精度模拟量采集。控制程序结构针对交流伺服设计,以图形化编程... 基于虚拟仪器技术,提出了一种开放式的交流伺服硬件在回路仿真系统的设计方法。PC机运行实时操作系统,通过NI RIO板卡连接驱动器。对RIO板载FPGA编程实现多种模式,SVPWM和高精度模拟量采集。控制程序结构针对交流伺服设计,以图形化编程实现,控制模块接口统一,缩短了控制模块的开发和验证周期,使系统具有较高的扩展性。实验表明,该系统能够大幅度提高控制算法开发与验证效率,反馈采集与控制特性稳定,控制频率达到16 kHz,满足交流伺服开发的需求。 展开更多

关键词 硬件在回路仿真 交流伺服 LabVIEW实时模块

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基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测 被引量：20

11

作者 陈文达 白瑞林 +1 位作者 吉峰 温振市 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第6期250-254,共5页

为实现工业现场中轴承防尘盖表面缺陷的自动检测,提出一种基于机器视觉技术的检测方法。采用蓝色同轴光源作为检测系统所用光源,克服金属反光;采用最小二乘法拟合轴承外圆,根据轴承型号比例分割出防尘盖区域,利用Otsu阈值分割和Roberts... 为实现工业现场中轴承防尘盖表面缺陷的自动检测,提出一种基于机器视觉技术的检测方法。采用蓝色同轴光源作为检测系统所用光源,克服金属反光;采用最小二乘法拟合轴承外圆,根据轴承型号比例分割出防尘盖区域,利用Otsu阈值分割和Roberts边缘提取处理图像,每2°统计值为1的点的数目,与模板轴承此数据比较,求出相差角度,由此将防尘盖字符、非字符区域分离,两部分是否存在缺陷分开判别,互不干扰。实际测试表明:检测系统采集到的轴承图像清晰,缺陷检测算法正确率在96%以上,可实现轴承防尘盖表面缺陷的自动检测。 展开更多

关键词 机器视觉 图像处理 轴承防尘盖 表面缺陷 自动检测

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一种并联机器人的时间最优轨迹规划方法 被引量：8

12

作者 殷国亮 白瑞林 +1 位作者 王永佳 李新 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期192-198,共7页

为提高Delta机器人的动作速度,提出一种时间最优轨迹规划方法。分割机器人的工作区域,选择每个区域的中心点作为标准点,通过逆运动学方法将笛卡尔空间坐标转换到关节空间,采用5次B样条插值构造关节空间的运动曲线,利用分数阶粒子群算法... 为提高Delta机器人的动作速度,提出一种时间最优轨迹规划方法。分割机器人的工作区域,选择每个区域的中心点作为标准点,通过逆运动学方法将笛卡尔空间坐标转换到关节空间,采用5次B样条插值构造关节空间的运动曲线,利用分数阶粒子群算法寻找各区域标准点的B样条全局最优时间节点,规划时间最佳运动曲线。在保证关节角速度、角加速度、角加加速度平滑及约束的前提下,提高动作速度。利用模糊推理规则,在线确定计算点的最优时间节点分布。实验结果表明,该方法简单实用,以实验室Delta机器人为例,将工作区域中的物件抓取到目标位置,所用时间范围为0.543s^0.735s,克服了传统轨迹规划方法运行速度较慢的不足。 展开更多

关键词 Delta机器人 轨迹规划 时间最优 B样条 粒子群算法 模糊规则

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采用轮廓向量特征的嵌入式图像匹配方法 被引量：8

13

作者 倪健 白瑞林 +2 位作者 李英 吉峰 李杜 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第13期168-172,共5页

为实现工业流水线快速、准确目标定位,提出一种采用轮廓向量特征的实时图像匹配方法。以X、Y方向向量为描述的关键轮廓点集为匹配特征,根据模板具体信息,计算最佳金字塔分层数、模板旋转角度步长和缩放步长,图像金字塔最高层则利用二级... 为实现工业流水线快速、准确目标定位,提出一种采用轮廓向量特征的实时图像匹配方法。以X、Y方向向量为描述的关键轮廓点集为匹配特征,根据模板具体信息,计算最佳金字塔分层数、模板旋转角度步长和缩放步长,图像金字塔最高层则利用二级筛选策略,依据待测图优先剔除大量目标非潜在位置区域,仅对剩余少量区域进行计算,非最高层则进行同步局部搜索图像区域构建及匹配。实际测试表明:对目标遮挡,光照变化,聚焦不准,对比度低等鲁棒性强,耗时为毫秒级,识别率达97%以上,可实现任意坐标、角度和缩放情况下的目标定位,可满足工业现场要求。 展开更多

关键词 机器视觉 图像匹配 关键轮廓特征 图像金字塔 仿射变换

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结构光视觉引导的轨迹跟踪系统的标定技术 被引量：9

14

作者 李龙 白瑞林 +1 位作者 吉峰 郭新年 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第16期259-264,共6页

为实现机械臂对工业现场三维特征点的跟踪,提出一种基于结构光视觉,六轴机械臂的整体标定方法。利用自制平面靶标求取单映射矩阵,根据张正友标定方法标定相机内参以及对应外参,利用LM算法优化参数,根据激光光条在靶标平面的参数方程和... 为实现机械臂对工业现场三维特征点的跟踪,提出一种基于结构光视觉,六轴机械臂的整体标定方法。利用自制平面靶标求取单映射矩阵,根据张正友标定方法标定相机内参以及对应外参,利用LM算法优化参数,根据激光光条在靶标平面的参数方程和对应的外参标定出激光光平面在相机坐标系下的平面方程,通过求解AX=XB方程得到相机坐标系与机械臂末端坐标系的齐次变换矩阵X,并对特定位姿下的工件偏移进行修正。实际测试表明:静态跟踪误差在±1.2 mm,满足工业现场应用要求。 展开更多

关键词 轨迹跟踪 手眼标定 激光视觉传感器 结构光

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嵌入式设备的精确时钟同步技术的研究与实现 被引量：6

15

作者 陈大峰 白瑞林 邹骏宇 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第4期82-86,共5页

为解决工业以太网中嵌入式设备之间时钟同步能力不足的问题,提出了IEEE1588协议在嵌入式设备中的应用方案。基于STM32F207IG处理器和ucos-II操作系统软硬件平台,首先移植并修改LwIP协议使其兼容IEEE1588协议,然后配置系统时间校准模式,... 为解决工业以太网中嵌入式设备之间时钟同步能力不足的问题,提出了IEEE1588协议在嵌入式设备中的应用方案。基于STM32F207IG处理器和ucos-II操作系统软硬件平台,首先移植并修改LwIP协议使其兼容IEEE1588协议,然后配置系统时间校准模式,将捕获的时间戳以增强型描述符的形式交于应用层进行时钟校正,采用频率漂移校正算法解决从时钟频率漂移的问题,使用秒脉冲信号测试时钟同步。实验测试表明,时钟同步精度约200ns,满足了大部分工业以太网的需求。 展开更多

关键词 IEEE1588 时钟同步 精确时钟协议(PTP) 时间戳 嵌入式设备 频率漂移

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Android多点触摸屏输入系统的设计与实现 被引量：5

16

作者 石坚 白瑞林 +1 位作者 邹骏宇 马涛 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第28期66-70,共5页

为了设计实用新型工业人机界面,提出了一种基于五点触摸校正和中位数均值滤波的Android多点触摸输入系统设计方法。采用五点触摸校正,根据触摸屏上采样的五个点,计算出校正系数,作为触屏校正参数;在mXT224控制器处理基础上,采用中位数... 为了设计实用新型工业人机界面,提出了一种基于五点触摸校正和中位数均值滤波的Android多点触摸输入系统设计方法。采用五点触摸校正,根据触摸屏上采样的五个点,计算出校正系数,作为触屏校正参数;在mXT224控制器处理基础上,采用中位数均值阀限滤波,滤除触摸系统高斯噪声与尖峰噪声,并结合触摸校正参数校正输入坐标,逐级上传输入坐标信息,最终传递给上层应用程序。测试表明,基于优化的Android多点触摸输入系统在噪声很大环境下能够维持高信噪比(超过80:1),并支持带手套或触笔触摸输入,反应时间小于10ms,符合工业人机界面(HMI)设计要求。 展开更多

关键词 android多点触摸屏 校正 信噪比(SNR) 人机界面(HMI)

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基于链码跟踪的Data Matrix二维条码快速识别 被引量：1

17

作者 徐义钊 白瑞林 +1 位作者 余震虹 吉峰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第11期3206-3209,共4页

为实现工业现场中Data Matrix二维条码的快速识别,提出一种基于链码跟踪、直线段提取的条码快速识别方法。首先采用Sobel算子提取图像边缘;然后基于链码跟踪方法,跟踪图像的边缘点,记录链码;接着根据快速直线段提取方法,将直线相似度低... 为实现工业现场中Data Matrix二维条码的快速识别,提出一种基于链码跟踪、直线段提取的条码快速识别方法。首先采用Sobel算子提取图像边缘;然后基于链码跟踪方法,跟踪图像的边缘点,记录链码;接着根据快速直线段提取方法,将直线相似度低于阈值的线段剔除,结合线形连接方法合并断裂线段,并使用长度判别剔除不可靠的线段;最后结合Data Matrix二维条码的特征,定位Data Matrix二维条码。实际测试表明,该识别方法能够快速、准确地定位二维条码区域,识别正确率可达99.39%以上,具有实时性强、可靠性好等特点,满足工业现场要求。 展开更多

关键词 二维条码 DATA MATRIX 链码跟踪 直线段提取 线形连接

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抛光金属弧状面瑕疵实时检测

18

作者 温振市 白瑞林 +1 位作者 吉峰 陈文达 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期37-41,48,共6页

提出了一种基于机器视觉对抛光金属弧状面进行实时快速检测的方法。在离线情况下,对不同光强下的样本工件进行学习分析,构造图像的背景亮度分量与灰度水平的关系函数,提取样本工件反射分量的统计特征。在线检测时,先分析图像的灰度水平... 提出了一种基于机器视觉对抛光金属弧状面进行实时快速检测的方法。在离线情况下,对不同光强下的样本工件进行学习分析,构造图像的背景亮度分量与灰度水平的关系函数,提取样本工件反射分量的统计特征。在线检测时,先分析图像的灰度水平,并计算图像所对应的亮度分量;然后从图像中提取出灰度均匀的反射分量,最后对反射分量进行阈值分割并做出决策判断。实验表明,本文提出的方法能通过一次学习,适应变化的采集环境,系统具有较高的鲁棒性;检测一帧图像平均时间为40ms,准确率达98%以上,具有较高的实时性和准确性。 展开更多

关键词 表面瑕疵检测 机器视觉 光照不均 图像增强

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