數(shù)字化細(xì)胞微注射機器人顯微視覺系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究.pdf

1、由于在微操作器上安裝傳感器存在困難，在微操作機器人系統(tǒng)中，顯微圖像被視為唯一的現(xiàn)場信息獲取的來源。因此，顯微視覺系統(tǒng)的研究成為微操作系統(tǒng)研究的一個重要內(nèi)容。本文圍繞數(shù)字化細(xì)胞微注射機器人系統(tǒng)提高精度和實現(xiàn)自動化的主題，對其視覺系統(tǒng)進行深入研究，設(shè)計并實現(xiàn)了一個顯微視覺系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下： 在分析數(shù)字化細(xì)胞微注射機器人系統(tǒng)功能和需求的基礎(chǔ)上，選擇視覺系統(tǒng)的軟件平臺和工具，進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇；搭建數(shù)字化細(xì)胞微注射機器人系統(tǒng)。

2、 視覺系統(tǒng)硬件的程序設(shè)計和開發(fā)：利用采集卡中二次開發(fā)用API函數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的圖像采集模塊；利用控制箱提供的通訊協(xié)議實現(xiàn)微位移驅(qū)動機構(gòu)的自動定位，通過實驗測得精度為1.5μm，定位誤差在1-2 pixel內(nèi)。 對含有噪聲的細(xì)胞微注射過程中的圖像進行顯微圖像預(yù)處理，驗證了中值濾波、直方圖均衡、圖像二值化、Canny邊緣檢測算法的有效性。實驗證明：預(yù)處理能很好地濾除噪聲，突出目標(biāo)，識別出靜態(tài)的細(xì)胞、微注射針、吸持針三個目標(biāo)物體。