计算机显微视觉伺服控制微装配系统关键技术研究..doc

摘要：微器件装配技术是微机电系统(MEMS)研究的核心内容和热点课题，具有广泛应用前景和重要研究意义。鉴于此，本文针对计算机视觉伺服微装配系统关键技术进行了深入研究。 ????分析了当前微器件装配技术国内外现状，掌握了微器件装配技术发展动态。结合现有研究基础，实现了对微装配系统中关键技术的改进。 ????提出了一种新型三维整体式双柔性微定位工作台设计方法，采用FEM方法进行仿真分析，有效地减小了耦合微位移影响。分析了压电陶瓷迟滞特性和动态特性，采用模糊PI控制方法进行闭环补偿，实验表明微定位工作台的位移分辨率优于0.04μm。 ????设计研制了微夹持平台和SMA微夹持手的集成式微夹持系统。采用FEM 方法进行仿真分析，结果表明微夹持平台在X、Y和Z方向的行程分别为9.0μm、9.3μm和13.5μm，位移分辨率达到0.1μm；微夹持手采用U型SMA结构进行驱动，分析了设计原理，设计了结构参数，计算了夹持过程耦合微位移。实验结果表明微夹持手的最大开合量为500μm，满足微器件操作与装配要求。 ????采用图像边缘特征的粗／精结合调焦方法，实现图像目标自动调焦。利用了小波尺度归一化模极大值边缘检测方法，精度达到1个像素。提出了基于最优双正交Gabor小波矩不变量特征提取的图像识别方法，对具有旋转、平移、尺度变换特性的图像进行识别，实验表明识别定位误差小于±1.0％。 ????构建了显微图像视觉伺服控制器，采用基于单尺度径向基小波框架神经网络非线性视觉映射模型，将图像特征空间与微夹持器运动空间紧密联系起来。实验表明该方法可减小伺服跟踪误差和计算量，避免了图像雅克比矩阵复杂求逆计算。 ????建立显微视觉单元标定模型，进行矩形微器件装配实验。实验表明微装配系统的定位精度可达±4μm，垂直装配分辨率可达0.4μm。 关键词：微装配；机器视觉；微夹持器；微定位工作台；图像处理 HYPERLINK javascript:pdfReaderShow(%22/home/pdfRead.trs?marcid=MDAzMzE4NTU5bookid32id=003318559dataid=drpaperchannelid=3pathinfo=752_200currentpage=1top=Ctype=newifPdfReader=0jumpType=0urlsize=0subchannel=0currentfilename=filenameSize=5%22) ??目录 ? HYPERLINK javascript:pdfReaderShow(%22/home/pdfRead.trs?marcid=MDAzMzE4NTU5bookid32id=003318559dataid=drpaperchannelid=3pathinfo=752_200currentpage=1top=Ttype=newifPdfReader=0jumpType=0urlsize=0subchannel=0currentfilename=filenameSize=5%22) ??第1章 ?引言 HYPERLINK javascript:pdfReaderShow(%22/home/pdfRead.trs?marcid=MDAzMzE4NTU5bookid32id=003318559dataid=drpaperchannelid=3pathinfo=752_200currentpage=1top=Ttype=newifPdfReader=0jumpType=0urlsize=0subchannel=0currentfilename=filenameSize=5%22) ??1.1 ?选题背景及意义 HYPERLINK javascript:pdfReaderShow(%22/home/pdfRead.trs?marcid=MDAzMzE4NTU5bookid32id=003318559dataid=drpaperchannelid=3pathinfo=752_200currentpage=3top=Ttype=newifPdfReader=0jumpType=0urlsize=0subchannel=0currentfilename=filenameSize=5%22) ??1.2 ?微装配研究现状及发展趋势 HYPERLINK javascript:pdfReaderShow(%22/home/pdfRead.trs?marcid=MDAzMzE4NTU5bookid32id=003318559dataid=drpaperchannelid=3p