【摘 要】
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随着工业自动化水平的不断发展,物料输送系统自动化、智能化程度日益提高并得到了广泛应用。在物料输送过程中一些故障是不可避免的,应该及时发现处理,否则将影响生产节拍,降
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随着工业自动化水平的不断发展,物料输送系统自动化、智能化程度日益提高并得到了广泛应用。在物料输送过程中一些故障是不可避免的,应该及时发现处理,否则将影响生产节拍,降低生产效率,导致经济损失。因此,不仅要对物料输送设备进行定期维护,还要对物料输送过程进行状态监控,对发生的故障及时报警。传统的状态监控一般是内部传感结合人工巡检的方式,但是内部传感的信息量不足,人工巡视又乏味枯燥且持续性不强,状态监控效果不好。基于视觉的状态监控具有非接触性,能够长时间工作,监控效果很好。为此,对运动物料进行视觉跟踪,建立物料输送过程的视觉状态监控与故障报警系统,以克服传统监控方法的不足,更好地实现状态监控。首先分析了物料输送的视觉跟踪过程及各关键环节的主要任务,研究了输送过程中物料的运动特点和环境状况。通过对常用的运动目标检测方法分析比较,针对物料输送的实际应用,提出了基于Canny算子边缘检测的三帧差法与背景减法相结合的综合算法,采用数学形态学和面积阈值去噪,对检测结果进行后处理,实验证明该方法取得了良好的检测效果。为了提高跟踪的实时性,结合物料的运动特点,用卡尔曼滤波预测对运动物料进行跟踪。用质心法和最小外接矩形对运动物料进行定位跟踪,以提高跟踪定位精度。为了更加符合实际应用,研究了多运动物料的跟踪定位方法。通过实验,实现了对单一和多个运动物料快速有效的预测跟踪定位。为了使得到的物料运动轨迹更加平滑,采用三次样条插值函数对物料的运动轨迹进行拟合,更好地分析物料的运动状态。总结了物料输送过程中可能发生的故障类型,提出了基于偏离阈值的故障报警方法,为故障报警奠定了理论基础。最后,搭建实验平台,建立了物料输送过程的状态监控与故障报警系统,对物料的运动状态进行实时监控实验,并模拟各个类型的故障进行报警实验。实验证明研发的系统能够可靠地实现对运动物料监控并对发生的故障及时报警。
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