[發明專利]反射型激光清除異物裝置的跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 201810624645.0
• 申請日: 2018-06-16
• 公開（公告）號: CN108599002A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 郭健;姜珊;樊衛華;李勝;文云;黃紫霄;韓宇;郭燁;董晟;王艷琴
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

1.一種反射型激光清除異物裝置的跟蹤控制方法，其特征在于：該方法基于反射型激光清除異物裝置，該裝置包括轉臺(22)、激光部件(4)、輸入輸出裝置、控制系統和視覺傳感器(10)；其中，轉臺(22)包括方位部件(1)和俯仰部件(2)，激光部件(4)包括激光發射頭(19)、反射鏡部件一(20)、反射鏡部件二(21)；

方位部件(1)安裝在固定架上方，俯仰部件(2)安裝在方位部件(1)上方，激光發射頭(19)安裝在方位部件(1)中，反射鏡部件一(20)、反射鏡部件二(21)安裝在俯仰部件(2)中，視覺傳感器(10)安裝在俯仰部件(2)中；

控制系統與視覺傳感器(10)連接，調整視覺傳感器(10)參數；視覺傳感器(10)用于捕獲異物點，將圖像傳給控制系統進行圖像識別；控制系統分別與方位部件(1)、俯仰部件(2)相連，控制系統對圖像識別的結果進行處理，驅動方位部件(1)、俯仰部件(2)進行方位和俯仰兩自由度的轉動，從而帶動視覺傳感器(10)和激光部件(4)轉動；輸入輸出裝置與控制系統連接，用于顯示控制系統的控制界面和輸入操作信息；

該方法包含尋找異物目標時的控制方法和自動跟蹤目標時的控制方法；其中，

尋找異物目標時的控制方法具體步驟如下：

步驟一：根據異物實際位置，調整顯示屏界面中的滑動條改變電機調轉速度，實行快速調轉控制，使異物出現在視覺傳感器(10)畫面中；

步驟二：調整滑動條減小電機調轉速度，使異物盡量靠近視覺傳感器(10)視野中心；

步驟三：放大視覺傳感器(10)倍數，使含有異物特征的視野中心區域顯示出來，同時通過畫面中的十字光標顯示激光點的位置；

步驟四：調整滑動條減小轉臺方位部件和俯仰部件的調轉速度，使異物靠近十字光標；

自動跟蹤目標時的控制方法具體步驟如下：

步驟一：在顯示屏的圖像顯示框內選擇目標區域；

步驟二：控制系統根據選擇的區域進行目標識別和坐標解算，得出異物纏繞點位置，進而確定異物的確切位置；

步驟三：初次點選時，控制系統根據異物的位置，選擇大角度快速的調轉，選擇能夠快速響應和穩定的轉臺參數，對轉臺進行調轉控制，使異物快速的進入激光有效的區域；

步驟四：當異物進入有效區域后，控制系統選擇能夠使轉臺響應時間少且動態性能好的轉臺參數，對轉臺進行控制，使轉臺能夠穩定跟蹤上異物，使異物始終處于激光有效區域。

2.根據權利要求1所述的跟蹤控制方法，其特征在于：所述步驟一中實行調轉角度大于0.5度、誤差范圍為±0.5度的快速調轉控制。

3.根據權利要求1所述的跟蹤控制方法，其特征在于：所述進行目標識別和坐標解算，確定異物的確切位置的方法為：

(1)控制系統將相機捕捉到的像素值為n*m的圖像灰度化；

(2)將圖像轉化成byte數組的形式，得到一個n*m的圖像矩陣，其中每一個元素A_ij對應該像素點的灰度值

(3)獲取圖像中指定區域的圖像信息，轉換為圖像識別矩陣，將矩陣表示的圖像信息在相機平面的坐標系中分別進行x軸和y軸的投影；即對于圖像識別矩陣中每一行、每一列求∑A_i,j，對該結果作曲線圖，得到在x軸和y軸上的投影；

(4)通過分析投影得到的曲線，得到波谷值對應的圖像坐標，即異物纏繞點坐標(x₁,y₁)。

4.根據權利要求1所述的跟蹤控制方法，其特征在于：所述步驟四中控制系統選擇能夠使轉臺響應時間小于5ms的轉臺參數，對轉臺進行控制。