论文摘要
影像仪是一种基于图像的零件几何测量方法的现代测量仪器。随着现代制造技术的发展,传统的测量技术和测量范围已不能适应现代机械制造的要求,基于图像的零件几何测量具有非接触、适合测量易变形、微小尺寸和窄缝宽度、液滴直径等传统测量方法难以测量的特殊尺寸的优点,并且在测量效率、测量的方便性等方面具有特别的优势,因而得到了广泛的应用,日益引起广大工程技术人员的关注。本文从影像测量及影像仪的发展说起,介绍了影像仪的控制系统组成及工作原理。描述了影像仪运动控制系统,图像采集系统,照明控制系统的硬件组成,以及上述各子系统的连接及调试。在完成硬件系统的电气连接后,对该控制系统的综合响应性能进行了提升。基于一定的理论研究和实践经验,在企业需求的支持下,本课题进行了影像仪平台运动控制系统的总体设计,图像采集与照明系统硬件的设计,影像仪控制系统误差分析与参数调节,控制系统的软件设计及系统实现与验证。课题搭建了影像仪控制系统的原型样机,并利用Visual C++开发设计了该样机的控制软件。控制程序调用Galil运动控制器,照明控制卡等硬件的函数库和动态链接文件,特别是图像采集程序的开发,利用Windows DirectShow技术开发了1394接口的摄像机控制程序。实现了影像仪控制系统的基本功能,例如运动控制部分的一般运行,精确定位运行及位置监视,图像采集及照明控制系统的便捷控制。实验证明,该硬件系统具有良好的运行性能。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 影像仪的发展和趋势1.1.1 图像处理系统和影像测量概述1.1.2 影像仪的历史1.1.3 影像仪的发展和趋势1.2 课题的研究内容及意义1.2.1 研究内容概述1.2.2 研究内容1.2.3 课题的意义1.3 研究内容概述和章节安排第二章 影像仪平台运动控制系统的总体设计2.1 影像仪的工作原理及总体设计2.1.1 影像仪的工作原理2.1.2 影像仪的逻辑组成2.1.3 影像仪典型产品现状及其核心配置2.1.3.1 影像仪典型产品现状2.1.3.2 影像仪典型产品核心配置2.2 平台运动控制系统的硬件设计2.2.1 平台运动控制系统的硬件设计要求2.2.2 平台运动控制系统的硬件设计方案2.2.2.1 电动机的选择2.2.2.2 运动控制平台反馈系统2.2.2.3 机械结构部分2.2.2.4 电源及其他连接配件2.3 平台运动控制系统的软件设计方法2.4 本章小结第三章 影像仪图像采集及照明系统的硬件设计及研究3.1 图像采集系统的硬件方案设计3.1.1 图像采集系统的硬件设计要求3.1.2 图像采集系统的硬件设计方案3.1.2.1 IEEE 1394数字接口3.1.2.2 图像采集摄像机3.1.2.3 视频转换卡3.2 照明控制系统的研究和方案设计3.2.1 照明控制系统的系统要求3.2.2 光源成像的现状3.2.2.1 光源按照射方式的分类3.2.2.2 光源按形状的分类3.2.3 照明控制系统的研究3.2.4 照明控制系统的方案设计3.2.5 光源的问题3.3 本章小结第四章 影像仪控制系统的误差分析及参数调节4.1 影像仪控制系统的误差分析概述4.2 影像仪控制系统的误差来源及分析4.2.1 定位误差4.2.1.1 机械结构的反向间隙误差4.2.1.2 械结构的螺距误差4.2.2 其他误差4.3 消除误差的解决方案分析4.3.1 实验数据法4.3.2 软件编程法4.4 运动控制系统的PID调节4.5 本章小结第五章 影像仪控制系统的软件设计5.1 控制系统软件开发的需求分析5.2 控制系统软件开发的总体设计5.2.1 软件功能模块划分5.2.2 控制软件关键算法流程图5.2.3 软件接口设计说明5.4 详细设计5.4.1 dmc32动态链接库5.4.2 Windows DirectShow技术5.4.3 硬件初始化模块5.4.3.1 平台运动系统的初始化5.4.3.2 图象采集系统的初始化5.4.4 平台运动控制模块5.4.4.1 图像采集范围框定5.4.4.2 工作平台控制4.4.4.3 精确移动5.4.4.4 位置信息监视5.4.5 图象采集控制模块5.4.6 照明控制模块5.5 本章小结第六章 系统的实现及工程验证6.1 系统的实现6.1.1 平台运动控制的实现6.1.1.1 平台运动控制的硬件连接6.1.1.2 平台运动控制的控制软件6.1.2 图像采集控制的实现6.1.2.1 调试过程中遇到的问题和解决方法6.1.2.2 图像采集控制的实现6.1.3 照明控制的实现6.2 系统的工程验证6.3 本章小结第七章 总结与展望7.1 论文的总结7.2 对进一步工作的展望参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
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