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1、分类号：TP273密级：不保密UDC：62学校代码：11065硕士学位论文基于视觉技术的机器人曲棍球对决控制系统设计殷欣指导教师徐世许教授学科专业名称控制科学与工程论文答辩日期2016年5月25日摘要机器人已广泛应用于工业自动化的各个领域，成为人们关注的焦点。本课题使用OMRON公司的FH视觉控制器和NJ运动控制器，设计机器人曲棍球对决控制系统。该系统由FH视觉系统、NJ控制器、伺服驱动系统和触摸屏构成。攻方机械手发球时，FH控制器实时采集运动小球的坐标数据，并通过EtherCAT网络将数据传送给NJ控制器，NJ控制器根据坐标信息进行小球运动轨迹和击打时间预判，
2、控制守方机械手动作以拦截小球，并将小球击打至攻方防守区内。本课题的工作主要集中在：（1）介绍了机器人及视觉技术的研究现状，阐述了曲棍球对决系统的组成及功能，介绍了两轴并联机械手的结构。明确了曲棍球对决控制系统中的FH视觉控制器、NJ控制器、伺服驱动系统、触摸屏各组成部分的功能。（2）分析系统控制原理并设计控制程序，包括FH视觉程序、NJ运动控制程序和触摸屏程序。视觉程序由系统设置、图像输入、图像修正、图像校准、检测项目、数据输出组成。NJ运动控制程序包括正反解算法、机器人轨迹预判和击打时间计算、机器人进攻击打、防守击打、超限与错误处理等。触摸屏程序分为参数设置画
3、面和运行监控画面。（3）完成整个系统的组装与调试。FH视觉程序与NJ控制程序的无隙结合，使得防守机械手能够快速准确地拦截并击打攻方小球，两方机械手配合可完成精彩的曲棍球对打。机器人曲棍球对决控制系统已成功通过欧姆龙自动化有限公司的验收，并参加OMRON杯自动化控制应用设计大赛，获得全国一等奖。关键词：视觉技术；机器人；曲棍球对决控制系统；NJ运动控制器AbstractRobots,asthefocusofpeople’attention,havebeenwidelyusedinvariousfieldsofindustrialautomation.Inthisp
4、roject,acontrolsystemisdesignedforthehockeyduelsystemofrobotsusingtheOMRON’sFHvisualcontrollerandNJmotioncontroller.ThissystemconsistsofFHvisionsystem,NJcontroller,servodrivesystemandHMI.WhentheattackingsideRobothittheball,thecoordinate’sdataofkineticballwillbecollectedbytheFHcontrol
5、lerinreal-timeandbetransmittedtotheNJcontrollerthroughtheEtherCATnetwork.TheNJcontrollerprejudgesthehittimeandthetrajectoryaccordingtothecoordinateinformation,andcontrolstherobottointerceptandhittheballbacktotheothersidewithinthescopeofdefense.Themainworkofthisprojectisasfollows.(1)T
6、heresearchstatusofrobotandvisualtechnologyareintroduced,thecompositionandfunctionofhockeyduelsystemaredescribed,andthestructureoftwo-axisparallelrobotisintroduced.ThefunctionsofFHvisioncontroller,NJcontroller,servodrivesystem,touch-screeninhockeyshowdownControlSystemaredescribed.(2)T
7、hecontrolprincipleisanalyzed.Theprogramisdesigned,includingFHvisual,NJmotioncontrolprogramandHMIprogram.Visualprogramcomprisesthesystemsetting,imageinput,imagecorrection,imagecalibration,projecttestanddataoutput.NJmotioncontrolprogramconsistsofinversesolutionalgorithm,calculationandp
8、rejudgingoft
