应用于自动化声操纵的微视觉伺服关键技术研究

发布时间：2017-03-31 00:07

  本文关键词：应用于自动化声操纵的微视觉伺服关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微操纵技术作为微机电系统领域基础研究、技术实施、系统设计开发以及产品集成装配的一种关键和共性技术手段,长期以来受到学术界和工程界的普遍重视,并正朝着自动化非接触操纵方向发展。为此,本学位论文结合浙江省自然科学基金重点项目“基于声操纵的三维自动微装配理论与实践研究(No.Z1110393)”,提出开展应用于自动化声操纵的微视觉伺服关键技术研究。以超声操纵为执行手段,微视觉为检测方法,在重点研究微视觉自动对焦以及微运动目标检测与自动跟踪等关键技术的基础上,采用基于图像的look and move伺服控制技术,实现一种基于微视觉伺服的自动化声操纵技术。主要的研究工作包括： 第一章,论述开展自动化微操纵技术研究的重要意义,概述自动化微操纵技术的研究现状及其发展趋势,说明了基于微视觉伺服的自动化声操纵技术的优势及应用和发展潜力,并分析了该技术存在的问题,为本文研究指明方向。 第二章,分析物方远心镜头的成像光学原理以及离焦图像的特征,建立了基于离散余弦变换和熵变换的联合对焦评价函数,实现了一种基于自组织特征映射(SOM)神经网络的准焦位置搜索算法。同时,开展微视觉自动对焦实验研究,证实了上述联合对焦评价函数和准焦位置搜索算法的有效性。 第三章,在分析声操纵过程中声势阱迁移现象及其影响因素的基础上,开展声操纵环境下微运动目标自动跟踪技术的研究,实现了一种基于Mean Shift的粒子滤波跟踪算法,并通过实验证实了算法良好的鲁棒性和实时性。 第四章,研究了基于图像的look and move伺服控制技术,并结合前述微视觉自动对焦和微运动目标自动跟踪等关键技术,实现了一种基于微视觉伺服的自动化声操纵技术。同时,设计开发了一套基于微视觉伺服的自动化声操纵实验系统,实验研究了该技术在微构件操纵中的稳定性和精度。 第五章,对全文的工作进行总结,并对以后的工作进行展望。
【关键词】：微操纵技术 自动化声操纵 微视觉伺服 微视觉自动对焦 自动跟踪
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH-39
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 本文的研究意义11-12
• 1.2 自动化微操纵技术的研究现状及其发展趋势12-20
• 1.2.1 微操纵技术不断发展,应用日益广泛12-15
• 1.2.2 自动化微操纵技术逐步兴起,成为发展主流15-17
• 1.2.3 微视觉伺服控制技术逐渐成熟,奠定自动化微操纵技术的重要基础17-20
• 1.2.4 自动化声操纵的研究方兴未艾,显示出巨大的发展潜力20
• 1.3 本文的研究内容及章节安排20-23
• 第二章 微视觉自动对焦技术的研究23-39
• 本章摘要23
• 2.1 引言23-24
• 2.2 物方远心镜头成像光学原理及离焦图像特征24
• 2.3 基于离散余弦变换和熵变换的联合对焦评价函数24-29
• 2.3.1 传统对焦评价函数及其局限性分析24-27
• 2.3.2 联合对焦评价函数的建立27-29
• 2.4 准焦位置搜索算法29-33
• 2.4.1 传统爬山法及其局限性分析29-30
• 2.4.2 基于自组织特征映射(SOM)神经网络的搜索算法30-33
• 2.5 实验研究33-37
• 2.5.1 实验系统33-34
• 2.5.2 对焦评价函数的实验研究34-35
• 2.5.3 准焦位置搜索算法的实验研究35-36
• 2.5.4 分析与讨论36-37
• 2.6 本章小结37-39
• 第三章 声操纵环境下微运动目标自动跟踪技术的研究39-55
• 本章摘要39
• 3.1 引言39-40
• 3.2 基于Mean Shift的粒子滤波跟踪算法40-48
• 3.2.1 传统Mean Shift算法及其局限性分析40-42
• 3.2.2 基于Mean Shift的粒子滤波运动目标跟踪算法42-46
• 3.2.3 算法运行效率的改进46-47
• 3.2.4 粒子贫乏问题的解决47-48
• 3.3 实验研究与分析48-53
• 3.3.1 鲁棒性实验研究48-52
• 3.3.2 实时性实验研究52-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 基于微视觉伺服的自动化声操纵系统集成及实验研究55-73
• 本章摘要55
• 4.1 引言55
• 4.2 实验系统的设计与开发55-61
• 4.2.1 系统总体方案55
• 4.2.2 硬件系统开发55-58
• 4.2.3 软件系统开发58-61
• 4.3 微视觉伺服控制技术的研究61-63
• 4.4 基于微视觉伺服的自动化声操纵实验研究63-70
• 4.4.1 可靠性实验研究63-66
• 4.4.2 自动对焦功能对伺服控制精度的影响66-68
• 4.4.3 超声信号幅值标定68-69
• 4.4.4 基于微视觉伺服的自动化声操纵综合性能实验研究69-70
• 4.5 本章小结70-73
• 第五章 总结与展望73-75
• 5.1 总结73-74
• 5.2 展望74-75
• 参考文献75-79
• 在校期间所参与的科研项目和取得的科研成果79

【参考文献】

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本文编号：278402