微裝配機(jī)器人系統(tǒng)中顯微圖像處理研究.pdf

1、隨著人們對(duì)微觀領(lǐng)域更深入地探索及微機(jī)電系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，微裝配與微操作技術(shù)得到進(jìn)一步的關(guān)注及研究。微裝配機(jī)器人是結(jié)合微操作技術(shù)和機(jī)器人裝配理論的產(chǎn)物，是目前微裝配與微操作技術(shù)及機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文以微裝配機(jī)器人系統(tǒng)為背景，研究了系統(tǒng)中顯微圖像處理，著重對(duì)微裝配環(huán)境下微小目標(biāo)的邊緣定位技術(shù)以及基于亞像素邊緣檢測(cè)算法的目標(biāo)微運(yùn)動(dòng)測(cè)量方法進(jìn)行了討論。 論文首先對(duì)微裝配及微操作技術(shù)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外微裝配機(jī)器人的研究現(xiàn)狀做了一個(gè)簡(jiǎn)要

2、的介紹，分析了微裝配機(jī)器人系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，討論了顯微視覺在整個(gè)微裝配系統(tǒng)中的重要性及其所實(shí)現(xiàn)的具體功能。 介紹了在國(guó)家863項(xiàng)目支持下，本實(shí)驗(yàn)室所研制的微裝配機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成。重點(diǎn)介紹了基于XML的微裝配機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)。 微目標(biāo)的檢測(cè)與識(shí)別是顯微視覺信息處理的最基本也是最重要的一步。本文提出了一種將傳統(tǒng)Sobel方向模板進(jìn)行擴(kuò)展，結(jié)合非極大值抑制以及雙梯度閾值分割的邊緣檢測(cè)算法，能夠精確定位得到連續(xù)的單

3、像素寬度的目標(biāo)邊緣。同時(shí)結(jié)合區(qū)域生長(zhǎng)算法，消除了由于微目標(biāo)對(duì)光源的反射作用而在其表面形成的大量光斑及光帶的影響。 由于CCD像元具有一定的寬度，當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)距離不足一個(gè)像元寬度時(shí)，傳統(tǒng)的像素級(jí)定位算法不能從圖像中分辨出這種微小運(yùn)動(dòng)。本文提出了一種基于二次多項(xiàng)式梯度插值的亞像素邊緣檢測(cè)算法，并分別通過仿真圖像及實(shí)際成像系統(tǒng)采集圖像對(duì)算法進(jìn)行了精度分析，數(shù)據(jù)表明，該算法具有較高的定位精度。同時(shí)將亞像素邊緣檢測(cè)算法用于目標(biāo)微運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，實(shí)