基于小波變換的微構(gòu)件三維成像關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微操縱裝配作為微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域理論研究、技術(shù)實(shí)施以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成的一種關(guān)鍵和共性技術(shù)手段，長(zhǎng)期以來(lái)受到學(xué)術(shù)界和工程界的普遍重視。面對(duì)微操縱和裝配空間的限制、操縱與裝配對(duì)象尺度的微型化以及操縱與裝配的高精密要求等帶來(lái)的挑戰(zhàn)，僅憑肉眼已難以對(duì)微操縱和裝配過(guò)程實(shí)施有效監(jiān)控。為此，本學(xué)位論文結(jié)合浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于聲操縱的三維自動(dòng)微裝配理論與實(shí)踐研究”，提出開(kāi)展基于小波變換的微構(gòu)件三維成像關(guān)鍵技術(shù)研究。在完成基于PXI總線的SLM顯微

2、立體視覺(jué)硬件系統(tǒng)研發(fā)的基礎(chǔ)上，以小波變換理論為基礎(chǔ)，開(kāi)展水環(huán)境下微視覺(jué)圖像預(yù)處理、系統(tǒng)標(biāo)定以及立體匹配等關(guān)鍵技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)水介質(zhì)中微構(gòu)件的三維重建成像，為研發(fā)一種應(yīng)用于聲操縱微裝配過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控的顯微立體視覺(jué)系統(tǒng)奠定必要的技術(shù)基礎(chǔ)。具體內(nèi)容包括:
　　第一章，綜合論述了開(kāi)展顯微立體視覺(jué)技術(shù)研究的重要意義，對(duì)三維成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并在分析現(xiàn)有顯微立體視覺(jué)中三維成像關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了本論文的研究

3、內(nèi)容及章節(jié)安排。
　　第二章，在分析水環(huán)境下光學(xué)成像過(guò)程和微視覺(jué)圖像特性的基礎(chǔ)上，借助小波變換的多分辨率分析能力，提出了一種基于小波變換的CLAHE和同態(tài)濾波器相結(jié)合的圖像增強(qiáng)方法，并發(fā)展了一種快速二維最大散度差(MSD)閩值分割法。
　　第三章，開(kāi)展了SLM顯微視覺(jué)成像和畸變模型研究，提出了基于張正友標(biāo)定法的尺度因子標(biāo)定和基于變倍率法的主點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)定法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SLM顯微視覺(jué)模型的內(nèi)外參數(shù)估計(jì)，并利用光束法平差優(yōu)化方法進(jìn)一步

4、精確得到攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)和畸變參數(shù)。
　　第四章，針對(duì)水環(huán)境下SLM顯微視覺(jué)的立體匹配和三維重建，建立了SLM顯微立體視覺(jué)單次折射校正模型，發(fā)展了一種以小波變換為基礎(chǔ)的金字塔式的多尺度結(jié)構(gòu)立體匹配算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境下微構(gòu)件圖像對(duì)的立體匹配。
　　第五章，在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)了基于PXI總線的插卡式COMe計(jì)算機(jī)模塊的基礎(chǔ)上，集成其他功能模塊開(kāi)發(fā)了一套聲操縱環(huán)境下的SLM顯微立體視覺(jué)系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)開(kāi)展了水下沙粒三維成像實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果證