基于激光传感器的机电一体化设备自动化控制系统

该文以提升机电一体化设备准确、快速控制为目标,设计基于激光传感器的机电一体化设备自动化控制系统。利用PC端发送机电一体化设备数据采集指令,采集当前设备实时运行数据后,将其发送到可编程逻辑控制器,对实时运行数据去噪预处理后,利用多目标设备协同控制方法,获得设备自动化控制指令,并利用得到的设备自动化控制指令控制机电一体化设备单片机执行动作,完成机电一体化设备自动化控制。实验结果表明,该系统具备较好的兼容性,采集机电一体化设备实时运行数据较为精准的同时,还可有效实现机电一体化设备自动化控制,控制灵敏度较好。

基于激光传感器的无人驾驶变换轨迹跟踪系统

针对常规无人驾驶轨迹跟踪过程依据一个给定的参考轨迹,存在跟踪角度及速度协同性较差、精度较低的问题,提出基于激光传感器的无人驾驶变换轨迹跟踪系统。设计包含激光传感器、电机控制、液晶显示、上位机通讯模块、键盘控制、微控制器的硬件结构,根据角速度及速度误差调整角速度协同控制器误差,通过神经元加权处理偏置数,优化双推角速度协同控制效果;引入滑模控制器,得到速度控制指令及角速度控制指令回角速度协同控制器,通过轨迹控制器和角速度协同控制器的设计,实现无人驾驶变换轨迹跟踪控制。实验结果表明,应用该系统后,角度轨迹跟踪结果更接近期望角度,直线状态和曲线状态下的轨迹跟踪误差均较小,最高为4 cm,轨迹跟踪精度高、定位准,整体应用效果更佳。

基于激光传感器的农业机械控制器设计

针对当前农业机械控制器对农业机械器件控制能力较差,导致农业机械设备存在换挡异常与平衡性较差的问题,提出基于激光传感器的农业机械控制器设计研究。先选用拿度DPE-10-500激光测距传感器为控制器的数据测量设备,对中央控制模块展开优化。然后设定传感器测量距离与角度,使用圆拟合算法对测量数据进行修正。最后根据激光测量结果,以PID控制器为基础,构建自适应神经模糊控制器,对农业机械设备进行控制测试。测试结果表明:此控制器可按照预设要求完成机械设备的换挡,对机械臂为位置控制误差最大仅为0.58 cm,智能平衡开启状态时,其偏离最大角度仅为1.6°,偏离最大幅值仅为31 cm,极大提升了设备的调试位置精度及平衡性,进一步提升农业机械设备的应用效果。

光纤激光传感器结构发展综述

光纤激光传感技术是光纤传感技术中的重要组成部分。首先介绍了光纤激光传感技术的原理,然后分析了基于单一结构和双结构的10种光纤激光传感器的原理和特性,并对比了2种传感结构的应用情况和温度灵敏度,最后从解调方式、多参量测量以及提升检测范围等3个方面对光纤激光传感技术进行了总结和展望。

逻辑回归模型下激光传感器网络安全态势感知

为了分析不同威胁传播对激光传感器网络系统的影响,准确且全面评估系统的安全性,提出一种逻辑回归模型下激光传感器网络安全态势感知方法。将邻域粗糙集和逻辑回归模型结合,提取激光传感器网络安全态势要素。通过分析获取其不同要素的非时间序列特点,采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络获取网络安全态势值的非线性映射关系,构建激光传感器网络安全态势感知模型,引入混合递阶遗传算法对模型求解处理,实现网络安全态势感知。实验结果表明,所提方法获取激光传感器网络安全态势精度为96.4%,其安全态势值与实际值的误差保持在-3~3,可以获取精准的激光传感器网络安全态势变化情况,表明该方法具有一定的应用价值。

基于激光传感器的机械加工工件尺寸偏差在线检测方法

伴随着现代机械加工行业的飞速发展,其对工件尺寸精度要求逐渐提升。但是,现阶段对于机械加工过程中工件的尺寸精度还存在一定不足,而对于工件尺寸偏差检测的方法,也常常受到图像噪声、算法缺陷的影响,导致工件尺寸偏差检测准确性的降低。故提出基于激光传感器的机械加工工件尺寸偏差在线检测方法研究。选取与配置激光传感器,以此为基础,获取机械加工工件尺寸测量激光数据,利用限幅滤波法去除工件尺寸测量激光数据中的噪声数据,计算机械加工工件的测量尺寸(长、宽与高),加载工件期望尺寸数据,衡量两者之间的差值,以此为依据判定机械加工工件尺寸是否存在偏差,实现工件尺寸偏差的在线检测。实验数据显示:提出方法应用后获得的机械加工工件尺寸(长、宽与高)偏差检测结果与实际偏差相同,最大误差不超过0.5 mm,可分辨的最小偏差为0.2 mm,充分证实了提出方法的有效性。

移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术

为控制移动机器人成功躲避静、动障碍物,安全快速运行至目的地,研究移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术。此技术在机器人身上安装2个激光雷达传感器,感知机器人所处环境障碍信息,由基于多激光传感器融合的障碍物定位方法,将2个激光雷达传感器感知信息加权融合,提取静态障碍物位置数据后,使用基于动态避障的机器人路径规划方法,改进A∗算法结合静态障碍物位置数据,规划机器人避障的全局避障路径;考虑到全局避障路径中会有可能出现动态障碍物,由人工势场法,计算动态障碍物与目的地对机器人的斥力、引力、合力以及合力方向,调节机器人在全局避障路径中,动态避障的运行方向。实验中,本方法下对障碍物定位偏差在0.1 m内,此技术对静、动障碍物的避障能力合格,运行至目的地时,与障碍物0次碰撞,规划路径和运行时间较短,分别为158 m和9.2 min,效率较高。

基于线激光传感器的盾构管片自动拼装方法

针对盾构管片自动化拼装中的管片位姿检测问题,提出了一种无需事先标记管片且适用于几何参数未知的盾构管片自动化拼装方案,并推导了管片位姿检测算法。该方案利用安装在拼装机器人末端执行器抓取板上的5个线激光传感器分别对管片的直边和弧边进行照射,通过检测线激光照射在管片边缘而产生的偏折点的3D坐标,逐步计算出管片在拼装过程中相对于拼装机器人的基坐标系的位姿,再据此计算出机器人将待拼装管片拼装至期望位姿时,机器人末端执行器相对于基坐标系的位姿,从而实现管片的自动化拼装。为了验证该算法的有效性,在实验室环境中搭建了基于线激光传感器的管片自动拼装实验平台,并利用该平台进行了管片自动拼装实验。实验结果表明,提出的盾构管片自动拼装方法在管片定位方面表现出较小的误差,且管片拼装最大错台为1.50 mm,最大间隙为0.96 mm,符合工程要求。这为盾构管片的自动化拼装提供了一种有效的技术解决方案。

基于激光传感器的滤棒长度高速在线检测系统

为解决滤棒生产过程中,滤棒长度无法实时监控的问题,本文提出采用两台激光位移传感器的非接触式测量方式,建立滤棒长度的理论计算模型,设计由激光位移传感器、工控机、PLC、人机交互界面等组成的滤棒长度高速在线检测系统,实现了滤棒长度的在线检测、检测数据存储、不合格品剔除报警。测试结果表明:该系统实现滤棒长度的在线检测,检测精度为0.01mm;系统运行稳定可靠,操作简单易懂,人机交互性较好,对提高滤棒长度的在线监控水平、自动化程度和滤棒质量具有较好的实用价值。

物联网下激光传感器节点最优通信线路选择

物联网通常由大量的传感器节点组成,这些节点分布在广泛的区域。面对庞大的网络拓扑结构,如何高效地计算和选择最优通信线路是一个挑战。最优通信线路选择涉及多个优化目标,如传输距离、能耗等,在考虑上述因素的条件下,提出一种物联网下激光传感器节点最优通信线路选择方法。在传感器节点中选出转折节点,以减少传感器节点的传输次数。将最小能耗和最短路径作为路径选择目标,引入路由算法,在考虑节点能量平衡的前提下,从多条路径中获得最优的通信线路。经过实验证明,所提方法可以有效地找出最短的传输路径,能耗较低,其在数据传输中数据完整度较高,说明该方法的应用效果较好。

基于激光传感器采集信号的机电设备故障辨识研究

机电设备运行环境复杂,当前方法无法高精度获得机电设备故障辨识结果,而且机电设备故障辨识时间长,实时性差,为了获得更加理想的机电设备故障辨识结果,设计了基于激光传感器采集信号的机电设备故障辨识方法。首先采用激光度传感器采集机电设备工作状态信号,并对机电设备工作状态信号进行预处理,提取机电设备故障辨识的相关特征,然后将特征作为机器学习算法的输入,机电设备故障类型作为机器学习算法的输出,通过训练建立机电设备故障辨识的分类器,最后通过具体的仿真实验分析机电设备故障辨识性能。结果表明,本方法可以辨识机电设备故障,辨识精度超过95%,机电设备辨识的时间均控制在5 s以内,辨识整体效果要优于当前典型机电设备故障辨识方法。

基于激光传感器空气炮子弹测速试验系统研究

在环境试验检测领域,空气炮试验作为一项特殊的冲击试验,其在航空航天领域具有重要的应用,而空气炮试验作为可以模拟真实情景下的冲击被应用日益广泛,但针对空气炮子弹的测速研究却不足。因此,研发一套高精度、高可靠性的空气炮子弹测速系统显得至关重要。本研究基于测速原理,设计并优化了一种基于激光传感器空气炮子弹测速试验系统,以为相关领域的技术进步提供有力支持。通过激光传感器对空气炮子弹速度进行准确测量,不仅可以提高测试系统的整体性能,还可以为空气炮系统的优化和改进提供准确的数据支持。

一种多个线激光传感器拼接测量轮胎形貌的装置及方法

由浙江大学、杭州朝阳橡胶有限公司和杭州睿眼科技有限公司申请的专利(公布号CN 111536903B,公布日期2024-07-02)“一种多个线激光传感器拼接测量轮胎形貌的装置及方法”,涉及的装置包括探头测量系统和运动系统。运动系统包含测量装置的升降运动以及两侧传感器的旋转运动,通过调整升降台的位置以及两侧转台的角度可使测量光束覆盖轮胎的表面和侧面;探头测量系统包含3台线激光传感器,1台线激光传感器固定于测量系统底部中间位置,其余2台线激光传感器对称布置于两侧,各由1个转台带动旋转。

基于激光传感器衬套尺寸检测系统设计

传统的衬套内、外径尺寸检测主要采用止规、千分尺、游标卡尺等工具,费时费力且误检率高。为此,采用VB软件编写可视化控制界面与下位机PLC控制通信的方法,设计开发衬套内、外径尺寸自动化检测系统,通过上位机通信编程自动获取激光传感器检测的尺寸,并自动生成尺寸表格予以存储。通过对系统进行现场调试和整体测试运行,证明该设计实现了激光传感器在短距离自动检测产品方面的精确性和高效性。与传统检测手段及设计标准尺寸比较,具有自动化程度强、精确度高的特点,证明了该设计方法和程序的合理性。

台达达“视觉+激光传感器”解决方案助力电机生产检测质效升级

华东区域某生产绕线机、压装机等各类电机设备的企业,为提升产品的质量及生产效率真,决定采用智能化、自动化的生产方式优化工艺制程。对电机转子换向器的自动化检测就是其中关键一环。通过检测转子换向器表面是否有铜屑等杂质,以便确认是否进行下一步加工,或返回重新清除杂质。

激光传感器在机器人压装位置补偿的应用

本研究旨在利用激光传感器测量对机器人在导管座圈压装定位时的位置误差,并将位置误差反馈至机器人,从而提升自动化导管座圈压装过程中底孔和压杆之间相对位置的稳定性。论文首先介绍了激光传感器的工作原理和选型需求,然后详细阐述了位置补偿算法的设计与实现,最后通过实验验证,证明该系统能够有效提升机器人压装位置的稳定性。

基于激光传感器的输电线路塔杆倾斜监测系统设计

为了解决传统输电线路塔杆倾斜检测时无法实现实时监测的问题,设计了一种用于塔杆倾斜的实时监测系统。根据激光三角测量原理,设计了倾角传感器,建立了基于激光三角的塔杆倾测量模型,利用高斯拟合算法,计算出光斑移动的距离,再结合三角函数关系计算出塔杆的倾斜角度。构建了用于温度漂移误差补偿的广义回归神经网络(GRNN)模型,模型中采用了四重交叉验证来搜索GRNN最优的传播参数。实验结果表明,在补偿前,由温度漂移引起的激光三角倾角传感器平均测量误差为2.68°,使用GRNN对输出进行校正后,平均误差降低至0.51°,温度非线性为0.003%FS/℃。而整个系统的测量平均绝对误差达到了0.54°,降低了2.24°。

基于双激光传感器的地铁车辆轮径测量模块设计

轮对作为地铁车辆的关键走行部位,在车辆行驶中发挥了重要作用,及时发现车辆轮对的轮径异常值并进行镟修,可以保证列车平稳地运行。本文以某地铁为研究对象,研究该地铁轮对动态检测系统中直径测量模块的工作原理,分析轮径测量存在误差的原因,提出双激光位移传感器+涡流传感器的工作模式,将测量数据与不落轮镟床测量数据进行对比。结果表明,该方法可以有效提高轮对直径的测量精度,对未来基于双激光传感器的地铁车辆轮径测量模块设计具有参考价值。

线激光传感器与物面间的倾角误差研究

根据激光三角法的测量原理,当物面发生倾斜时,线激光传感器会存在测量误差。为提高测量精度,使用精密光学平台、线激光传感器和倾角调节平台搭建了倾角误差测量系统,分析了XOZ平面和YOZ平面倾角误差产生的原因,对不同倾角下线激光传感器的误差进行测定,通过MATLAB对误差数据进行拟合和补偿。以90 mm标准量块作为被测对象,测量并补偿不同倾角下的数据。实验结果表明:误差标定后,平均测量误差减小了0.011 mm,激光线残差均值控制在±0.050 mm以内,提高了物面发生倾斜时线激光传感器的测量精度。

基于激光传感器的工业机器人动态抓取系统设计

针对大、重箱体在随传送带运输过程中的抓取作业问题,设计了一种基于激光传感器的工业机器人动态抓取系统。首先,使用单线激光传感器获取箱体点云数据,利用基于帧内和帧间密度聚类算法实现点云数据实时聚类与分割,通过箱体的最小外接矩形获取箱体的位姿;其次,利用二分法求解近似抓取位置;最后,控制机器人实现对箱体动态抓取。在视觉测试中,箱体尺寸识别误差为±14 mm,角度偏差为±5°。在抓取测试中,抓取位置平均误差为±16 mm,抓取效率为20 s/件。测试结果表明:该系统能够满足箱体实时定位与动态抓取的要求。