一种智能的基于视觉信息的闭环跟踪物体位置的控制系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机视觉系统，特别是用于仓储、物流领域货物跟踪的智能装备的控制系统。
【背景技术】
[0002]当代的自动驾驶车辆，都会配备各种各样的传感器，通过这些传感器来识别物理环境的信息来为车辆的控制提供依据。这些传感器包括:超声传感器，物理接触的位移传感器，激光传感器，其他种类系统包括视觉摄像头，摄像头能够采集2D和3D的物体周围的环境信息。
[0003]闭环控制系统是自动控制系统中的一类，随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，它几乎应用到了社会生活中的各个领域，极大地促进了生产力的发展。整个控制系统功能的实现不仅包括控制算法的实现，而且包括执行机构的设计。执行机构的选用和设计，就是为了实现特定的机械功能，它是实现整个控制系统功能的最基本环节，对整个控制系统功能的实现起着至关重要的作用。执行机构设计的好坏，直接影响整个系统的性能、效率和成本。
[0004]叉车的叉头是搬运货物的关键机构，操作人能控制它的左右位移、上下位移和前后倾角。这些动作都是由手动控制来完成的，但是，由于人的操作会产生各种各样的错误。为了能够高精度的控制叉头的三个自动度的运动，人们分别在左右位移，上下位移和前后倾角的方向上增加了传感器，传感器能够实时的读取左右位移，上下位移，和前后倾角的数据。根据这些传感器的数据就能够自动地控制左右位移，上下位移，和前后倾角。
[0005]在能够控制叉头的左右位移，上下位移，和前后倾角之后，人们的目的是让叉车能够自动识别货物，读取货物的位置信息，通过货物的位置信息来控制叉头到指定的位置，这样就能完成自动地叉取货物。自动地读取货物的位置信息是通过视觉系统来完成的。视觉系统返回的货物的位置信息添加到控制系统，这样叉头就能实时地跟踪货物，完成叉货。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种跟踪物体位置的控制系统及方法
[0007]本发明的技术方案是，一种跟踪物体位置的控制系统，包括:
[0008]用于控制执行机构的驱动装置；
[0009]用于数据采集与转换的A/D模数转换器、D/A数模转换器；
[0010]用于传感的传感器系统；
[0011]计算机系统；
[0012]机器视觉系统；
[0013]其中，所述计算机系统与所述机器视觉系统组成开环控制系统，用来实时跟踪所述物体的位置；所述A/D模数转换器、所述D/A数模转换器、所述传感器系统与所述计算机系统构成PID闭环控制系统，它将所述A/D模数转换器反馈回来的数据，传递到所述计算机系统，通过PID来控制驱动装置，从而控制所述执行机构。
[0014]优选地，所述执行机构是叉车的叉头。
[0015]优选地，所述驱动装置是液压缸。
[0016]优选地，所述传感器系统包括左右位移编码器传感器、超声位移传感器、前后倾角传感器和/或惯导。
[0017]—种使用以上技术方案中任一项所述的控制系统跟踪物体位置的方法，包括以下步骤:
[0018]通过机器视觉系统找到物体位置，
[0019]反馈物体位置的X和Z的坐标值到计算机系统，
[0020]计算机系统把反馈回来的信息值当作PID闭环控制系统的输入，控制所述驱动装置。
[0021]优选地，控制所述液压缸运动时，计算机系统根据左右位移、上下位移，以及前后倾角传感器反馈回来的数据来控制液压缸的位置，所述A/D模数转换器将所述数据从模拟量转化为计算机系统能使用的数字量。
[0022]优选地，所述计算机系统用PID算法来控制液压缸的位置，控制过程中，所述D/A数模转换器将计算机发出的信号的数字量转换为驱动液压缸的模拟量。
[0023]优选地，所述驱动液压缸的模拟量是电压，通过电压控制液压缸运动的速度，通过添加PID控制来控制液压缸的积分环节，从而控制液压缸的位置参数。
[0024]通过以上技术方案，本发明能够获得以下技术效果。
[0025]智能化:本发明的系统具有感知能力，即具有能够感知外部世界、获取外部信息的能力，这是产生智能活动的前提条件和必要条件；本发明的系统还具有记忆和思维能力，即能够存储感知到的外部信息及由思维产生的知识，同时能够利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策；此外，本发明的系统还具有学习能力和自适应能力，即通过与环境的相互作用，不断学习积累知识，使自己能够适应环境变化；具有行为决策能力，即对外界的刺激做出反应，形成决策并传达相应的信息。
[0026]a.本系统能够感知托盘所在的位置，和自己叉头所处的空间位置
[0027]b.能够通过感知的信息，判断叉头自己所需要进行的动作
[0028]c.能够自动适应环境的变化，当货物运动时，叉头也可以随着货物运动
[0029]d.能够决策什么时候可以叉货
[0030]精度高:叉头移动的位置X，Z和倾角精度可以达到毫米级别和分的级别。
[0031]速度快:通过PID可以调整叉头运动的动态性能，可以迅速达到计算机视觉系统所识别的托盘的位置
[0032]节省人力:无需人工操作，都是由智能化系统完成
[0033]通用性好:智能系统可移植性好，可以移植到不同的叉车上
【附图说明】
[0034]图1是本发明的原理结构示意图。
[0035]图2是根据本发明的控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0037]—种跟踪物体位置的控制系统，包括:
[0038]用于控制执行机构的驱动装置；
[0039]用于数据采集与转换的A/D模数转换器、D/A数模转换器；
[0040]用于传感的传感器系统；
[0041]计算机系统；
[0042]机器视觉系统；
[0043]其中，所述计算机系统与所述机器视觉组成开环控制系统，用来实时跟踪所述物体的位置；所述A/D模数转换器、所述D/A数模转换器、所述传感器系统与所述计算机系统构成PID闭环控制系统，它是由所述A/D模数转换器反馈回来的数据，传递到所述计算机系统，通过PID来控制驱动装置，从而控制所述执行机构。
[0044]优选地，所述执行机构是叉车的叉头。
[0045]优选地，所述驱动装置是液压缸。
[0046]优选地，所述传感器系统包括左右位移编码器传感器、超声位移传感器、前后倾角传感器和/或惯导。
[0047]如图1至图2所示，首先，通过计算机视觉系统找到货物位置，然后反馈货物位置的X和Z的坐标值到控制系统，控制系统把反馈回来的信息值当作PID闭环控制系统的输入，来控制液压缸运动
[0048]其中，控制液压缸运动时，计算机主程序是根据左右位移，上下位移，和前后倾角传感器反馈回来的数据来控制液压缸的位置的，这些数据是用过A/D转换，从模拟量转化为计算机能使用的数字量。
[0049]计算机用PID算法来控制液压缸的位置，控制过程中，因为计算机发出的信号是数字量，而驱动液压缸的是模拟量，所以还需要D/A进行转换
[0050]其中，液压缸的控制是由电压来控制的，电压能控制液压缸运动的速度，但是我们要控制的量是液压缸的位移，这个时候我们就需要添加PID控制，来控制液压缸的积分环节，从而来控制液压缸的位置参数。
[0051]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
【主权项】
1.一种跟踪物体位置的控制系统，包括: 用于控制执行机构的驱动装置； 用于数据采集与转换的A/D模数转换器、D/A数模转换器； 用于传感的传感器系统； 计算机系统； 机器视觉系统； 其特征在于，所述计算机系统与所述机器视觉系统组成开环控制系统，用来实时跟踪所述物体的位置；所述A/D模数转换器、所述D/A数模转换器、所述传感器系统与所述计算机系统构成PID闭环控制系统，它将所述A/D模数转换器反馈回来的数据，传递到所述计算机系统，通过PID来控制驱动装置，从而控制所述执行机构。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述执行机构是叉车的叉头。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动装置是液压缸。4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述传感器系统包括左右位移编码器传感器、超声位移传感器、前后倾角传感器和/或惯导。5.一种使用权利要求1-4中任一项所述的控制系统跟踪物体位置的方法，包括以下步骤: 通过机器视觉系统找到物体位置， 反馈物体位置的X和Z的坐标值到计算机系统， 计算机系统把反馈回来的信息值当作PID闭环控制系统的输入，控制所述驱动装置。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制所述液压缸运动时，计算机系统根据左右位移、上下位移，以及前后倾角传感器反馈回来的数据来控制液压缸的位置，所述A/D模数转换器将所述数据从模拟量转化为计算机系统能使用的数字量。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算机系统用PID算法来控制液压缸的位置，控制过程中，所述D/A数模转换器将计算机发出的信号的数字量转换为驱动液压缸的模拟量。8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述驱动液压缸的模拟量是电压，通过电压控制液压缸运动的速度，通过添加PID控制来控制液压缸的积分环节，从而控制液压缸的位置参数。
【专利摘要】本发明提供了一种智能的基于视觉信息的闭环跟踪物体位置的控制系统，包括用于控制叉头的液压驱动装置，用于数据采集与转换的A/D模数转换器、D/A数模转换器，用于传感的左右位移编码器传感器、超声位移传感器、前后倾角传感器、惯导，以及以太网、计算机控制和机器视觉系统。本发明的控制系统，有一个开环，有一个闭环，一个是计算机视觉的开环控制系统，它是用来实时跟踪货物的位置。一个是传感器反馈的闭环，它是由A/D模数转换器反馈回来的数据，传递到主控程序，主控程序通过PID来控制液压缸的位置，来控制叉头的位置。
【IPC分类】G05D1/02, B66F9/22
【公开号】CN105223953
【申请号】CN201510650213
【发明人】黄志建, 刘天建, 韩飞
【申请人】北京微尘嘉业科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月10日