[发明专利]一种基于机器视觉的旋转轴球平衡系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的旋转轴球平衡系统，其特征在于，所述基于机器视觉的旋转轴球平衡系统包括控制模块及监测模块，所述监测模块的输出端连接所述控制模块的输入端；所述监测模块，用于对控制对象进行位置监测，将监测到的位置信号转化为控制模块可处理的信后传输给控制模块；所述控制模块，用于对接收的位置信号进行分析处理，通过控制算法计算出被控对象与预期位置的相对偏差，对被控对象进行控制得到新的位置。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡系统，其特征在于，所述控制模块包括伺服控制模块、I/O模块、旋转轴及微处理器模块，所述微处理器模块的输出端通过总线连接所述I/O模块的输入端，所述I/O模块的输出端连接所述伺服控制模块的输入端，所述旋转轴的一端连接所述伺服控制模块。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡系统，其特征在于，所述伺服控制模块包括伺服控制器、第一伺服电机及第二伺服电机，所述伺服控制器的控制输出端分别连接所述第一伺服电机的控制端及第二伺服电机的控制端。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡系统，其特征在于，所述监测模块采用两个工业相机，两个所述工业相机的输出端分别连接所述微处理器模块的输入端，两个所述工业相机分别置于所述旋转轴的两端并且镜头相对。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡系统，其特征在于，所述微处理模块采用的X20CP1584工控机；所述伺服驱动器采用的是ACOPOS P3伺服驱动器；伺服电机采用8JSA三相同步电机。

6.一种基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法，其特征在于，所述基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法包括以下步骤：

S1、监测模块将采集到的视觉信号传输给对信号进行处理的微处理器模块；

S2、微处理器模块根据接收到视觉信号分析、处理计算对被控对象的实际位置；

S3、将被控对象的实际位置与预期位置作比较得到偏差值，根据偏差值获取位移补偿量；

S4、伺服控制器接收位移补偿量信息并转换为电信号控制伺服电机进行相应的补偿转动达到预期的状态。

7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法，其特征在于，所述步骤S4中所述伺服电机包括第一伺服电机及第二伺服电机，所述第一伺服电机转动，带动旋转轴的转动，控制被控对象在水平方向上稳定。

8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法，其特征在于，所述第二伺服电机转动，使调节被控对象在沿杆的方向上滚动。

9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括以下步骤：

S41、判断被控对象状态是否稳定，若未稳定，则执行步骤1，再次进行控制，通过相应的闭环控制算法，通过PID调参，使被控对象拥有更稳定的平衡状态；若稳定，则控制伺服电机进行相应的补偿转动达到预期的状态。

10.根据权利要求9所述的基于机器视觉的旋转轴球平衡控制方法，其特征在于，所述微处理模块采用的X20CP1584工控机；所述伺服驱动器采用的是ACOPOS P3伺服驱动器；伺服电机采用8JSA三相同步电机。