一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法

1.一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，本方法利用的装置为四自由度机械臂挂弹装置，其包括从下到上依次连接设置的机座（1）、XY平台（2）、剪叉升降机构（3）以及旋转平台机构（4），所述XY平台（2）包括X向滚动直线导轨装置和Y向滚动直线导轨装置，所述X向滚动直线导轨装置上连接有X向驱动电机（6），所述Y向滚动直线导轨装置上连接有Y向驱动电机（8）；所述剪叉升降机构包括竖直设置的剪叉机构（10），以及用于驱动所述剪叉机构（10）上下伸缩运动的Z向驱动电机（11）；所述旋转平台机构包括云台（13）、以及用于驱动所述云台（13）旋转的旋转驱动电机（16），所述云台（13）上安装有摄像头和导弹座（17），还包括控制单元，所述控制单元和所述X向驱动电机（6）、Y向驱动电机（8）、Z向驱动电机（11）、旋转驱动电机（16）以及摄像头相连接；
本方法的步骤为：
步骤1、设置标记：
在机翼的多个挂弹位置分别对应设置多个不同颜色的标记组，所述每个标记组均包括颜色相同且并列设置的三角形标记和圆形标记；
步骤2、通过所述摄像头获得包含全部标记在内的实时视域图像，所述控制单元提取该视域图像中与步骤1设置的各标记组颜色相同的像素点，并将提取的像素点集合对应定义为多个标记组区域；
步骤3、在各标记组区域中，区分第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2：
在摄像头的视域图像中构建水平方向的直角坐标系，指定该标记组区域中横纵坐标最小的像素点作为初始像素点，计算该标记组区域中其它像素点与该初始像素点之间的像素距离h，将最大的像素距离定义为H，比较各像素距离h与H/2大小，像素距离h大于H/2的像素点集合定义为第一标记区域Ω1，像素距离h小于H/2的像素点集合定义为第二标记区域Ω2；
步骤4、分别判别第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2的形状：
构建待判别标记区域的外接矩形，计算该外接矩形的面积Sr以及待判别标记区域的面积S，计算待判别标记区域与其对应的外接矩形的面积比值：η＝S/Sr，设定阈值Th，当η≥Th时，则判断该待判别标记区域的形状为圆形，即该带判别标记区域为圆形标记；否则，该待判别标记区域为三角形标记；
步骤5、计算同一标记组中圆形标记中点A(x2,y2)，以及三角形标记中点B(x3,y3)，以及像素点A(x2,y2)与像素点B(x3,y3)之间连线的中点C(x4,y4)；
计算摄像头视域图像的中心点D(x5,y5)；
步骤6、控制X向驱动电机（6）、Y向驱动电机（8）、Z向驱动电机（11）以及旋转驱动电机（16）的工作：
步骤6.1、根据像素点A(x2,y2)和B(x3,y3)的相对位置，控制旋转驱动电机（16）的工作：
设定判定旋转阈值ε1，实时检测y3与y2的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动旋转驱动电机（16）转动，直至|y3-y2|＜ε1；
步骤6.2、根据像素点C(x4,y4)和D(x5,y5)的相对位置，控制X向驱动电机（6）和Y向驱动电机（8）的工作：
设定X向对准阈值ε2，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机（6）正转或反转，直至|x4-x5|＜ε2；设定Y向对准阈值ε3，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机（8）正转或反转，直至|y4-y5|＜ε3；
步骤6.3、获得实时监测视域获得圆形标记的检测面积，并与控制系统中预设的该圆形标记的实际面积以及距离-面积映射关系，驱动Z向驱动电机（11）工作，Z向驱动电机（11）驱动剪叉机构（10）向上伸展，直至导弹和挂弹位置的高度相同；
步骤7、实现导弹的横向推进：
驱动X向驱动电机（6）转动，使XY平台（2）在X轴方向上平移预设的横向推进距离L，此时，导弹和挂弹位置的位置重合；将导弹推进至机翼下的挂点上，完成挂弹动作。
2.按照权利要求1所述基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，步骤1中，在机翼下的两个挂弹位置上分别设置红色标记组与绿色标记组，所述红色标记组包括红色三角形标记和红色圆形标记，所述绿色标记组包括绿色三角形标记和绿色圆形标记；
步骤2中，摄像头获得的视域图像中各像素点(R(i,j),G(i,j),B(i,j))，控制单元提取该视域图像中的红色像素点集合或绿色像素点集合，定义该红色像素点集合为红色标记组区域，定义绿色像素点集合为绿色标记组区域；
其中，红色像素点的提取公式为：R(i,j)-G(i,j)＞ThR,并且R(i,j)-B(i,j)＞ThR，ThR为红色判断阈值；
绿色像素点的提取公式为：G(i,j)-R(i,j)＞ThG,并且G(i,j)-B(i,j)＞ThG，ThR为绿色判断阈值。
3.按照权利要求2所述基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，步骤2中，ThR的取值范围为204.按照权利要求1或2所述基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，步骤
4中，Th的取值范围为60%5.按照权利要求1所述基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，在步骤
6.3和步骤7之间，有步骤6.4、XY平台（2）位置的微调：设定X向微调阈值ε4，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机（6）正转或反转，直至|x4-x5|＜ε4；设定Y向微调阈值ε5，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机（8）正转或反转，直至|y4-y5|＜ε5。
6.按照权利要求5所述基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，ε1的取值范围为3<ε1<10，ε2的取值范围为5<ε2<10，ε3的取值范围为5<ε3<10，ε4的取值范围为2<ε4<5，ε5的取值范围为2<ε5<5，单位均为像素。

一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于机械自动化技术领域，具体涉及一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法。\n背景技术\n[0002] 随着现代军事装备的不断发展，导弹已成为战机进行攻击和防御的主要武器，为飞机挂导弹和加油成为地面保障任务的重要部分。能否缩短战机出动间隔时间是取得战争先机的关键。统计表明，美军航空兵在以对地攻击为主的作战中，飞机挂弹作业的工作量占整个地面保障作业的80％，占用人员6个以上，是地面保障作业“木桶”中“最短的木板”，因此给挂弹飞机快速挂载导弹是提高空战快速反应能力的重要“硬”作战指标之一。早期挂弹完全靠人工方法，现今机械化有所提高，但大多数情况下，仍需要有地勤人员参与。\n[0003] 目前，主要的挂弹方式为全刚性挂弹。全刚性挂弹由挂弹车机械臂的托弹盘托载弹体，通过地勤人员的肉眼观察来对机械臂操作手辅助指挥，经由多人员的相互配合完成挂弹。挂弹要求弹体与机翼的紧固接口进行准确对接，继由工作人员对紧固接口和其它装置进行连接。这种挂弹方式最大的缺点就是需要多人协作交互并不断调整位置，人员多且效率低。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是提供一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，能根据机翼挂弹位置自动实现在四个自由度上的位置调整，挂装位置准确，且工作效率高。\n[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种基于视觉信号反馈的四轴电机控制方法，其特征在于，本方法利用的装置为四自由度机械臂挂弹装置，其包括从下到上依次连接设置的机座、XY平台、剪叉升降机构以及旋转平台机构，XY平台包括X向滚动直线导轨装置和Y向滚动直线导轨装置，X向滚动直线导轨装置上连接有X向驱动电机，Y向滚动直线导轨装置上连接有Y向驱动电机；剪叉升降机构包括竖直设置的剪叉机构，以及用于驱动剪叉机构上下伸缩运动的Z向驱动电机；旋转平台机构包括云台、以及用于驱动云台旋转的旋转驱动电机，云台上安装有摄像头和导弹座，还包括控制单元，控制单元和X向驱动电机、Y向驱动电机、Z向驱动电机、旋转驱动电机以及摄像头相连接；\n[0006] 本方法的步骤为：\n[0007] 步骤1、设置标记：\n[0008] 在机翼的多个挂弹位置分别对应设置多个不同颜色的标记组，所述每个标记组均包括颜色相同且并列设置的三角形标记和圆形标记；\n[0009] 步骤2、通过所述摄像头获得包含全部标记在内的实时视域图像，所述控制单元提取该视域图像中与步骤1设置的各标记组颜色相同的像素点，并将提取的像素点集合对应定义为多个标记组区域；\n[0010] 步骤3、在各标记组区域中，区分第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2：\n[0011] 在摄像头的视域图像中构建水平方向的直角坐标系，指定该标记组区域中横纵坐标最小的像素点作为初始像素点，计算该标记组区域中其它像素点与该初始像素点之间的像素距离h，将最大的像素距离定义为H，比较各像素距离h与H/2大小，像素距离h大于H/2的像素点集合定义为第一标记区域Ω1，像素距离h小于H/2的像素点集合定义为第二标记区域Ω2；\n[0012] 步骤4、分别判别第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2的形状：\n[0013] 构建待判别标记区域的外接矩形，计算该外接矩形的面积Sr以及待判别标记区域的面积S，计算待判别标记区域与其对应的外接矩形的面积比值：η＝S/Sr，设定阈值Th，当η≥Th时，则判断该待判别标记区域的形状为圆形，即该带判别标记区域为圆形标记；\n否则，该待判别标记区域为三角形标记；\n[0014] 步骤5、计算同一标记组中圆形标记中点A(x2，y2)，以及三角形标记中点B(x3，y3)，以及像素点A(x2，y2)与像素点B(x3，y3)之间连线的中点C(x4，y4)；\n[0015] 计算摄像头视域图像的中心点D(x5，y5)；\n[0016] 步骤6、控制X向驱动电机、Y向驱动电机、Z向驱动电机以及旋转驱动电机的工作：\n[0017] 步骤6.1、根据像素点A(x2，y2)和B(x3，y3)的相对位置，控制旋转驱动电机的工作：\n[0018] 设定判定旋转阈值ε1，实时检测y3与y2的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动旋转驱动电机转动，直至|y3-y2|＜ε1；\n[0019] 步骤6.2、根据像素点C(x4，y4)和D(x5，y5)的相对位置，控制X向驱动电机和Y向驱动电机的工作：\n[0020] 设定X向对准阈值ε2，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机6正转或反转，直至|x4-x5|＜ε2；设定Y向对准阈值ε3，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机8正转或反转，直至|y4-y5|＜ε3；\n[0021] 步骤6.3、获得实时监测视域获得圆形标记的检测面积，并与控制系统中预设的该圆形标记的实际面积以及距离-面积映射关系，驱动Z向驱动电机工作，Z向驱动电机驱动剪叉机构向上伸展，直至导弹和挂弹位置的高度相同；\n[0022] 步骤7、实现导弹的横向推进：\n[0023] 驱动X向驱动电机转动，使XY平台2在X轴方向上平移预设的横向推进距离L，此时，导弹和挂弹位置的位置重合；将导弹推进至机翼下的挂点上，完成挂弹动作。\n[0024] 步骤1中，在机翼下的两个挂弹位置上分别设置红色标记组与绿色标记组，所述红色标记组包括红色三角形标记和红色圆形标记，所述绿色标记组包括绿色三角形标记和绿色圆形标记；\n[0025] 步骤2中，摄像头获得的视域图像中各像素点(R(i，j)，G(i，j)，B(i，j))，控制单元提取该视域图像中的红色像素点集合或绿色像素点集合，定义该红色像素点集合为红色标记组区域，定义绿色像素点集合为绿色标记组区域；\n[0026] 其中，红色像素点的提取公式为：R(i，j)-G(i，j)＞ThR，并且R(i，j)-B(i，j)＞ThR，ThR为红色判断阈值；\n[0027] 绿色像素点的提取公式为：G(i，j)-R(i，j)＞ThG，并且G(i，j)-B(i，j)＞ThG，ThR为绿色判断阈值。\n[0028] 步骤2中，ThR的取值范围为20＜ThR＜35，ThG的取值范围为20＜ThG＜35。\n[0029] 步骤4中，Th的取值范围为60％＜Th＜80％。\n[0030] 在步骤6.3和步骤7之间，有步骤6.4、XY平台位置的微调：设定X向微调阈值ε4，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机6正转或反转，直至|x4-x5|＜ε4；设定Y向微调阈值ε5，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机8正转或反转，直至|y4-y5|＜ε5。\n[0031] 其中，ε1的取值范围为3＜ε1＜10，ε2的取值范围为5＜ε2＜10，ε3的取值范围为5＜ε3＜10，ε4的取值范围为2＜ε4＜5，ε5的取值范围为2＜ε5＜5。\n[0032] 本发明的有益效果是，整个挂弹过程中，根据机翼两侧的挂弹位置分别对应设置多个不同颜色的标记组，在摄像头获得的实时视域图像中，提取各像素点的颜色信息并形成多个标记组区域，再在每个标记组区域中划分第一标记区域和第二标记区域，并具体确定第一标记区域和第二标记区域的形状，最后根据确定后的标记信息控制四个电机的工作，以实现机械挂弹的自动化，避免了因导弹遮挡视线导致的需要人工在多个视觉角度上引导挂弹机械臂动作的问题，挂装位置准确，且节约了人力，工作效率得到提高。\n附图说明\n[0033] 图1是本发明利用的四自由度机械臂挂弹装置的结构示意图；\n[0034] 图2是本发明中的XY平台的结构示意图；\n[0035] 图3是本发明中的剪叉升降机构的结构示意图；\n[0036] 图4是本发明中的旋转平台机构的结构示意图；\n[0037] 其中，1.机座，2.XY平台，3.剪叉升降机构，4.旋转平台机构，5.第一底板，6.X向驱动电机，7.第二底板，8.Y向驱动电机，9.第三底板，10.剪叉机构，11.Z向驱动电机，\n12.上底板，13.云台，14.输入齿轮，15.输出齿轮，16.旋转驱动电机，17.导弹座，18.X向滚珠丝杠，19.Y向滚珠丝杠，20.Y向丝杠螺母，21.Y向丝杠螺母座，22.固定铰支座，23.Z向滚珠丝杠，24.Z向丝杠螺母，25.Z向滑块，26.竖直轴。\n具体实施方式\n[0038] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。\n[0039] 如图1至图4所示，本发明利用的装置为四自由度机械臂挂弹装置，其包括从下到上依次连接设置的机座1、XY平台2、剪叉升降机构3以及旋转平台机构4。\n[0040] XY平台2包括固定在机座1上的第一底板5，第一底板5上设置有X向滚动直线导轨装置以及X向驱动电机6，X向滚动直线导轨装置包括X向滚珠丝杠18和滑动件，X向滚动直线导轨装置的滑动件包括设置在X向滚珠丝杠18上的X向丝杠螺母、以及固接在X向丝杠螺母外部的X向丝杠螺母座，第二底板7固接在X向丝杠螺母座的上方，X向驱动电机6与X向滚珠丝杠18相连接并驱动其轴向转动。第二底板7上设置有Y向滚动直线导轨装置以及Y向驱动电机8，Y向滚动直线导轨装置包括Y向滚珠丝杠19和滑动件，Y向滚动直线导轨装置的滑动件包括设置在Y向滚珠丝杠19上的Y向丝杠螺母20、以及固接在Y向丝杠螺母20外部的Y向丝杠螺母座21，第三底板9固接在Y向丝杠螺母座21的上方，Y向驱动电机8与Y向滚珠丝杠19相连接并驱动其轴向转动。\n[0041] 剪叉升降机构包括第三底板9，第三底板9水平固接在Y向丝杠螺母20上，第三底板9上方设置有竖直方向的剪叉机构10、以及用于驱动剪叉机构10上下伸缩运动的Z向驱动电机11、Z向滚动直线导轨装置以及固定铰支座22。Z向滚动直线导轨装置包括Z向滚珠丝杠23、设置在Z向滚珠丝杠23上的Z向丝杠螺母24，Z向丝杠螺母24的外部固连有Z向滑块25，Z向驱动电机11与Z向滚珠丝杠23相连接。剪叉机构10下端部的固定侧铰接在固定铰支座22上，剪叉机构10下端部的运动侧与Z向滑块25铰接，剪叉机构10上端部安装有水平方向的上底板12，剪叉机构10上端部的固定侧铰接在上底板12的下方，上底板12的下方还设置有滑动导轨，滑动导轨上设置有下滑块，剪叉机构10上端部的运动侧与下滑块铰接。\n[0042] 旋转平台机构包括设置在上底板12上方的云台13，上底板12上设置有竖直轴\n26，云台13通过轴承安装在竖直轴26上，云台13上连接有齿轮传动机构，齿轮传动机构的输入齿轮14连接有旋转驱动电机16，齿轮传动机构的输出齿轮15同轴固接在竖直轴26上，云台13上还设置有摄像头、以及导弹座17。\n[0043] 还包括控制单元，所述控制单元和所述X向驱动电机6、Y向驱动电机8、Z向驱动电机11、旋转驱动电机16以及摄像头相连接。\n[0044] 本发明方法的步骤为：\n[0045] 步骤1、设置标记：\n[0046] 考虑到标记颜色对环境干扰的抵抗能力，本实施例选择了高饱和度的红色(R，G，B)＝(255，0，0)，以及绿色(R，G，B)＝(0，255，0)来进行标记。本实施例中，机翼下有两个挂弹位置，因此，在该两个挂弹位置上分别设置红色标记组与绿色标记组，所述红色标记组包括红色三角形标记和红色圆形标记，所述绿色标记组包括绿色三角形标记和绿色圆形标记。\n[0047] 由于每个挂弹位置至少需要设计两个可以标示以区分挂弹位置的前后方向，若只用颜色来区分，本实施例中在机翼的一侧至少需要四种颜色的标示，本发明方法采用在相同颜色的标示组里均使用两种不同形状的标示，其只需要采取用两种颜色的标示，减少颜色种类的使用，由于标示颜色越少彼此之间的干扰就越少，这样挂弹的精确度得到提高。\n[0048] 步骤2、通过摄像头获得包含全部标记在内的实时视域图像，本实施例中的控制单元采用的是TI公司的TMS320C6000系列的DM642嵌入式微处理器，TMS320DM642片上提供了多个与视频口参数设置相关的寄存器，通过这些寄存器把视频口配置为视频输入口或视频输出口，视频输入口用于捕获外部视频输入数据，视频输出口用于显示视频图像。视频输入口支持ITU-R BT.656视频数据流，ITU-R BT.656视频数据流包括图像亮度Y和色度Cb，Cr信息，Y、Cb、Cr 3个分量在ITU-R BT.656视频数据流视频数据流中的比例为4∶2∶2，数据位分为8位或12位两种。ITU-R BT.656视频数据流通常采用隔行扫描技术，包括上下两场。\n[0049] 考虑在RGB色系下进行处理将会更加方便，将实时视域图像从YCbCr色系到RGB系的转换公式如下：\n[0050] R＝Y+1.402(Cr-128)，\n[0051] G＝Y-0.34414(Cb-128)-0.71414(Cr-128)，\n[0052] B＝Y+1.772(Cb-128)。\n[0053] 因此，该获得的视域图像中各像素点(R(i，j)，G(i，j)，B(i，j))。控制单元提取该视域图像中的红色像素点集合或绿色像素点集合，定义该红色像素点集合为红色标记组区域，定义绿色像素点集合为绿色标记组区域；\n[0054] 由于实际的视频采集中会有多方面的影响颜色的识别，所以本发明在颜色采集中设定了一定的阈值空间。\n[0055] 对于红色像素点，理论上来讲红色(R，G，B)＝(255，0，0)，但由于实际检测中因光线等因素的影响，红色实际的(R，G，B)值与理论值有一些偏差，所以，红色像素点的提取公式为：R(i，j)-G(i，j)＞ThR，并且R(i，j)-B(i，j)＞ThR，ThR为红色判断阈值，ThR的取值范围为20＜ThR＜35。\n[0056] 同样，绿色像素点的提取公式为：G(i，j)-R(i，j)＞ThG，并且G(i，j)-B(i，j)＞ThG，其中，ThG为绿色判断阈值，ThG的取值范围为20＜ThG＜35。\n[0057] 步骤3、在红色标记组区域或绿色标记组区域中，划分第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2：\n[0058] 在摄像头的视域图像中构建水平方向的直角坐标系，指定该标记组区域中横纵坐标均最小的像素点作为初始像素点，计算该标记组区域中其它像素点与该初始像素点之间的像素距离h，将最大的像素距离定义为H，比较各像素距离h与H/2大小，像素距离h大于H/2的像素点集合定义为第一标记区域Ω1，像素距离h小于H/2的像素点集合定义为第二标记区域Ω2；\n[0059] 步骤4、分别判断第一标记区域Ω1和第二标记区域Ω2的形状，以区分其是圆形标记还是三角形标记：\n[0060] 构建待判别标记区域的外接矩形，定义该外接矩形的左上角与右下角的角点坐标分别为(x0，y0)，(x1，y1)，(坐标单位为像素，以下均相同)计算其外接矩形的面积Sr为：Sr＝(x1-x0)·(y1-y0)，\n[0061] 计算待判别标记区域的面积S：S＝NΩ，其中，Ω为第一标记区域Ω1或第二标记区域Ω2，NΩ为该标记区域的像素点个数。\n[0062] 计算待判别标记区域与其对应的外接矩形的面积比值：η＝S/Sr，设定阈值Th，当η≥Th时，则判断该待判别标记区域的形状为圆形，即该带判别标记区域为圆形标记；\n否则，该待判别标记区域为三角形标记。理论计算可以得出，圆形面积占其对应外接矩形面积的比例大于50％，而三角形面积占其对应外接矩形面积的比例为50％，所以，本发明通过标记区域占其对应的外接矩形的百分比来区分标记区域的形状是三角形还是圆形，考虑到光线等外接因素的影响，Th的取值范围为60％＜Th＜80％。\n[0063] 步骤5、计算同一标记组中圆形标记中点A(x2，y2)，以及三角形标记中点B(x3，y3)，以及像素点A(x2，y2)与像素点B(x3，y3)之间连线的中点C(x4，y4)；\n[0064] 计算摄像头视域图像的中心点D(x5，y5)。\n[0065] 步骤6、控制X向驱动电机(6)、Y向驱动电机(8)、Z向驱动电机(11)以及旋转驱动电机(16)的工作：\n[0066] 步骤6.1、根据像素点A(x2，y2)和B(x3，y3)的相对位置，控制旋转驱动电机(16)的工作：\n[0067] 本发明在确定红A(x2，y2)和B(x3，y3)连线是否为水平线时，并不计算其两点连线与水平线的夹角，而是用坐标值的差值来判断。当y3＝y2时，表明导弹与机翼挂点的方向一致。这样，不需要计算出角度而使系统运算更加简单快速。\n[0068] 实时检测y3与y2的数值大小，设定的判定旋转阈值ε1，ε1的取值范围为3＜ε1＜10，当y3-y2＞ε1时，控制单元驱动旋转驱动电机(16)正转或反转，当y3-y2＜-ε1时，控制单元驱动旋转驱动电机(16)反方向转动，直至|y3-y2|＜ε1，此时导弹与挂弹位置平行。\n[0069] 步骤6.2、根据像素点C(x4，y4)和D(x5，y5)的相对位置，控制X向驱动电机6和Y向驱动电机8的工作：\n[0070] 通过控制X向驱动电机6和Y向驱动电机8以实现XY平台2移动控制，使安装在导弹座17上的导弹与挂弹位置的X-Y平面坐标基本吻合。为了更大的提高挂弹的效率，这里采取了X向驱动电机6和Y向驱动电机8同时工作驱动XY平台2移动。\n[0071] 设定X向对准阈值ε2，ε2的取值范围为5＜ε2＜10，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机6正转或反转，直至|x4-x5|＜ε2；设定Y向对准阈值ε3，ε3的取值范围为5＜ε3＜10，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机8正转或反转，直至|y4-y5|＜ε3；此时，完成XY平台\n2的调整。\n[0072] 步骤6.3、Z轴上的高度控制，是根据所采集到的标记的面积大小来确定的，因为摄像头正对机翼下的标记，因此，标记的面积大小与摄像头之间的距离成反比，根据获得实时监测视域获得圆形标记的检测面积，将其与控制系统中预设的该圆形标记的实际面积以及距离-面积映射关系，驱动Z向驱动电机11工作，Z向驱动电机11驱动剪叉机构10向上伸展，直至导弹和挂弹位置的高度相同，以实现不同高度的飞机机翼的挂弹工作，使四自由度机械臂挂弹装置的适应性更强。\n[0073] 由于上升过程中，存在一定的扰动，会有一定的误差，在此，为提高挂弹的准确性，在挂弹动作前，进行XY平台2位置的微调，使挂弹更加精确。\n[0074] 步骤6.4、XY平台2位置的微调：根据像素点C(x4，y4)和D(x5，y5)的相对位置，控制X向驱动电机6和Y向驱动电机8的工作：\n[0075] 设定X向微调阈值ε4，ε4的取值范围为2＜ε4＜5，实时检测x4与x5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动X向驱动电机6正转或反转，直至|x4-x5|＜ε4；设定Y向微调阈值ε5，ε5的取值范围为2＜ε5＜5，实时检测y4与y5的数值并比较两者大小，根据比较结果驱动Y向驱动电机8正转或反转，直至|y4-y5|＜ε5；此时，完成XY平台2的微调。\n[0076] 步骤7、实现导弹的横向推进：\n[0077] 步骤6.4后，导弹基本到达挂弹位置，导弹与挂点间保留预先设定的横向推进距离L，这时，只需进行X轴平移L，将导弹推进至机翼下的挂点上即可。\n[0078] 挂弹动作完成后，四自由度机械臂挂弹装置进行复位，回到初始高度，完成整个挂弹过程。\n[0079] 本发明的整个挂弹过程中，各电机的控制是基于系统所设置的颜色标记的图像检测信号来完成的，解决了因导弹遮挡视线导致的需要人工在多个视觉角度上引导挂弹机械臂动作的问题，实现了机械挂弹的自动化。