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HEIG-VD:演示陈列柜实时视觉,运动控制和协议技术“车轮球”

“学士文凭工作中的完整的实现只有通过使用自动代码生成从Simulink和Simulink的利用Real-Time和硬件的Speedgoat实时仿真和测试”

拉乌尔·赫尔佐格教授,博士,研究所工业自动化

位于伊韦尔东,瑞士,商学院和工程沃州(HEIG-VD)的工程和企业管理有10家学士课程。内HEIG-VD研究所工业自动化专门的工业技术,包括的生产机器,机电一体化,和信号和图像处理的控制。

球轮

为了展示一些目前在工业中使用的最新技术,概念的“车轮上的球”提出了一个学士论文,通过与电机转动车轮保持在槽轮平衡球的位置的目标。

平台

平台

选择绩效的实时目标机运行实时应用程序,其目的是与Simulink的。这个目标机器非常适合的任务,因为它的灵活性和高性能的CPU,对于视觉算法要求。

为了确定球的位置,高速相机巴斯勒连接到使用相机Link接口目标机器。为接口支持由所述的Speedgoat IO811帧接收器I / O模块提供。电机控制是不是该项目的重点,使用科尔摩根伺服驱动器驱动的无刷电机转动方向盘。它是用在目标机器的板载以太网端口通过EtherCAT连接到实时目标机。许多的Speedgoat客户直接在他们的目标机器实现电机控制算法,以便有更大的控制权。

图像处理

相机被CON gured提供的50×2040个像素的灰度级的矩形来跟踪球的路径。那么Simulink的计算机视觉系统工具箱的Autothreshold块用于从灰度图片的缩小二元。这个二进制图像快速扫描到给球的大致位置,然后使用插值,进一步提高精度分析灰度图像。

控制

为了控制球的位置,要确定的球的当前位置和角速度,和车轮的速度,过。的速度是使用有限差分来计算。电动机的控制是由一个状态反馈。

几种不同的激励模式得到实施:

■轮和球保持在静止状态。

■轮转动以恒定的速度,同时保持顶部平衡球。

■控制激活的延迟,直到球到达的最大角度,以评估平衡点吸引的区域中。

■通过使用前馈控制器施加的正弦波振荡制成球的位置。

一个小组是在主机计算机上运行Simulink的实时浏览器,以使不同的激励模式的参数开发的在线修改,而从Simulink中创建的实时应用程序是在目标机器上运行。

该项目是由学生史蒂夫Vassaux在微工程学士项目开发的。它是22周内完成,而他继续攻读本科计划的其余部分。Vassaux先生收到了来自瑞士学会自控(SGA / ASSPA)奖的出色工作。

该演示是展览的一大景观,可以用来解释利用Simulink基于模型的设计工作流程。它也可以被配置为作为独立的应用程序运行,而无需主机。

奖

伊韦尔东,瑞士

www.heig-vd.ch

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使用的Speedgoat产品

使用MathWorks产品

  • MATLAB®
  • 的Simulink
  • MATLAB CoderTM
  • 图像处理工具箱
  • 计算机视觉系统工具箱
  • Simulink的CoderTM
  • Simulink的实时TimeTM

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