[发明专利]激光清除异物装置的跟踪控制方法

权利要求书

1.一种激光清除异物装置的跟踪控制方法，其特征在于：该方法基于激光清除异物装置，该装置包括转台(1)、激光部件(2)、输入输出装置、控制系统、视觉传感器(8)；其中，转台(1)包括方位部件(9)和俯仰部件(10)，方位部件(9)安装在底座上方，俯仰部件(10)安装在方位部件(9)上方，激光部件(2)包括激光发射头(21)，激光发射头(21)和视觉传感器(8)安装在俯仰部件(10)上；

控制系统与视觉传感器(8)连接，调整视觉传感器(8)参数，视觉传感器(8)用于捕获异物点，将图像传给控制系统进行图像识别；控制系统分别与方位部件(9)、俯仰部件(10)相连，控制系统对图像识别的结果进行处理，驱动方位部件(9)、俯仰部件(10)进行方位和俯仰两自由度的转动，从而带动激光部件(2)和视觉传感器(8)转动；输入输出装置(5)与控制系统连接，用于显示控制系统的控制界面和输入操作信息；

该方法包含寻找异物目标时的控制方法和自动跟踪目标时的控制方法；其中，

寻找异物目标时的控制方法具体步骤如下：

步骤一：根据异物实际位置，调整显示屏界面中的滑动条改变电机调转速度，实行快速调转控制，使异物出现在视觉传感器(8)画面中；

步骤二：调整滑动条减小电机调转速度，使异物尽量靠近视觉传感器(8)视野中心；

步骤三：放大视觉传感器(8)倍数，使含有异物特征的视野中心区域显示出来，同时通过画面中的十字光标显示激光点的位置；

步骤四：调整滑动条减小转台方位部件和俯仰部件的调转速度，使异物靠近十字光标；

自动跟踪目标时的控制方法具体步骤如下：

步骤一：在显示屏的图像显示框内选择目标区域；

步骤二：控制系统根据选择的区域进行目标识别和坐标解算，得出异物缠绕点位置，进而确定异物的确切位置；

步骤三：初次点选时，控制系统根据异物的位置，选择大角度快速的调转，选择能够快速响应和稳定的转台参数，对转台进行调转控制，使异物快速的进入激光有效的区域；

步骤四：当异物进入有效区域后，控制系统选择能够使转台响应时间少且动态性能好的转台参数，对转台进行控制，使转台能够稳定跟踪上异物，使异物始终处于激光有效区域。

2.根据权利要求1所述的跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤一中实行调转角度大于0.5度、误差范围为±0.5度的快速调转控制。

3.根据权利要求1所述的跟踪控制方法，其特征在于：所述进行目标识别和坐标解算，确定异物的确切位置的方法为：

(1)控制系统将相机捕捉到的像素值为n*m的图像灰度化；

(2)将图像转化成byte数组的形式，得到一个n*m的图像矩阵，其中每一个元素A_ij对应该像素点的灰度值

(3)获取图像中指定区域的图像信息，转换为图像识别矩阵，将矩阵表示的图像信息在相机平面的坐标系中分别进行x轴和y轴的投影；即对于图像识别矩阵中每一行、每一列求∑A_i,j，对该结果作曲线图，得到在x轴和y轴上的投影；

(4)通过分析投影得到的曲线，得到波谷值对应的图像坐标，即异物缠绕点坐标(x₁,y₁)。

4.根据权利要求1所述的跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤四中控制系统选择能够使转台响应时间小于5ms的转台参数，对转台进行控制。