激光標(biāo)記自動跟蹤引伸計控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、現(xiàn)代社會生產(chǎn)與科學(xué)研究中需要簡便、準(zhǔn)確地獲知工程材料的機(jī)械參數(shù)，則對材料參數(shù)測試儀器的性能提出了更高的要求，其中引伸計是測量工程材料應(yīng)力應(yīng)變性能的主要工具之一。本論文系統(tǒng)地闡述了國內(nèi)外引伸計以及視頻跟蹤控制方法的研究現(xiàn)狀，設(shè)計了激光標(biāo)記自動跟蹤引伸計的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了激光標(biāo)記對試件標(biāo)記的全程精確跟蹤。
　　論文在研究非接觸式測量引伸計的基礎(chǔ)之上，設(shè)計了一套基于激光標(biāo)記自動跟蹤引伸計的控制系統(tǒng)。首先設(shè)計了基于PID的激光標(biāo)記自動跟蹤

2、算法，其方法是根據(jù)圖像處理獲得的激光標(biāo)記與試件標(biāo)記中心點(diǎn)坐標(biāo)的像素距離，結(jié)合CCD參數(shù)標(biāo)定結(jié)果和系統(tǒng)采樣時間得出激光標(biāo)記在實(shí)際空間中的跟蹤位移量與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)記對試件標(biāo)記的實(shí)時跟蹤。其次，考慮到基于PID的跟蹤算法中CCD標(biāo)定的繁瑣且會引入較大誤差，本文采用圖像雅克比矩陣在線辨識的方法，建立了激光標(biāo)記在實(shí)際空間中的跟蹤位移量到圖像空間跟蹤位移量的映射關(guān)系，設(shè)計了一種基于無標(biāo)定視覺伺服的激光標(biāo)記自動跟蹤引伸計控制算法，其方法是

3、將圖像雅克比矩陣元素作為濾波器的狀態(tài)輸入，激光標(biāo)記相鄰采樣時間的坐標(biāo)變化量作為濾波器的觀測變量;根據(jù)辨識出的圖像雅克比矩陣、兩標(biāo)記中心點(diǎn)的像素距離以及系統(tǒng)采樣時間計算出激光標(biāo)記實(shí)際空間中的跟蹤位移量和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了激光標(biāo)記對試件標(biāo)記的全程精確跟蹤。
　　最后，構(gòu)建了基于激光標(biāo)記自動跟蹤引伸計控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，分別完成了鑄鐵、低碳鋼、黃銅、鋁四種常用的金屬工程材料的拉伸實(shí)驗(yàn)。其中基于PID激光標(biāo)記自動跟蹤算法的四種材料跟蹤精