一、微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究（论文文献综述）
刘旭[1]（2021）在《三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术》文中研究说明随着精密制造业的不断发展,器件结构设计趋向微型化,需要测试材料微小尺寸力学性能参数,为相关器件设计和性能评价提供合理的依据。现代光测力学技术作为实验力学的重要分支,因其具有非接触、全场测量、灵敏度高、无损等优点而广泛应用于力学性能测试领域。其中,三维显微图像相关力学性能测试技术更可对毫微米级试样进行力学性能测试。然而,三维显微图像相关力学性能测试技术在应用过程中也面临着一些问题和挑战。本文针对其中的几个关键问题进行深入研究,主要工作成果如下:（1）针对工程应用中材料毫微米级力学性能测试问题,研究一种基于体视显微镜成像的三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术,采用三维显微图像相关技术测量试样直接拉伸过程中的变形量,进而反演毫微米级尺寸试样的材料力学性能参数。（2）针对体视显微镜成像系统因景深小、光路较复杂、畸变大且分散等因素而难以精确标定的问题,本文提出了一种基于非共面特征点加权径向约束的标定方法,提高了成像模型参数的标定精度。该方法给予特征点不同的权重值,基于物点与像点的径向约束关系建立加权目标函数,经过迭代计算获取成像模型参数的最优解,标定结果的重投影误差小于0.2pixel。利用特征点的重投影误差构建显微成像系统的畸变偏差曲面,替代传统的非线性畸变模型。（3）本文通过模拟散斑图案的刚体平移、旋转、均匀和非均匀变形数值实验,分析了不同阶次形函数图像相关方法对计算精度的影响。根据试样单轴双向拉伸过程中局部变形大的特点,采用组合形函数近似子区域变形的图像相关方法计算全场变形量,有效避免单一形函数表征子区域变形产生的局部欠匹配或过匹配现象。在极线约束的基础上,利用视差曲面确定待测点的预估匹配点,可以进一步缩小匹配点的搜索范围。针对对应点匹配中存在的误匹配点,采用环形闭合检验的方法剔除粗大误差数据。（4）针对微小尺寸试样的夹持、微位移加载问题,本文设计了一种基于蜗轮蜗杆反向滚珠丝杆传动的微拉伸机,蜗轮蜗杆多级减速机构提供了极大的减速比,使得微拉伸机的稳定拉伸速度达到0.07μm/s,可以获取试验中试样整个拉伸过程,便于图像相关方法计算试样的全场变形和应变。反向滚珠丝杆的传动方式可以实现试样真正的原位拉伸,有效避免试样一端固定另一端拉伸时出现根部断裂的现象。（5）利用QT平台编写了三维显微图像相关力学测试系统的软件界面,实现图像和数据的采集、微拉伸机控制、系统标定、显微图像相关计算、三维坐标计算和显示以及反演材料弹性模量、泊松比等力学性能参数等功能,使用状态迁徙图保证拉伸试验过程的安全性,使用多线程技术实现图像相关匹配计算,可以有效减少计算时间。最后,利用所搭建系统测试标准钢球直径、标准台阶高度以及纯铜试样拉伸变形的全场应变、弹性模量和泊松比等参数,并与商业软件DANTEC Q400的测量结果作对比,验证了测试系统能够满足材料毫微米级试样力学性能的测试需求。
张薇[2]（2019）在《口腔显微立体视觉关键技术研究》文中研究指明口腔显微系统在口腔教学、手术等环境有极大的应用价值和广阔的应用前景,所以对口腔显微系统的研究有着十分重要的现实意义。双目立体视觉是通过计算机和部分外设模拟双眼进行观测,通过系列计算得到观测对象的三维信息,显微立体视觉是对双口系统进行调整修改,用体视显微镜的两个物镜充当双目系统中的两个观测视角,完成显微环境下的三维信息重建。显微立体视觉系统可分为图像采集、相机标定、立体匹配及三维重建这四部分。在本课题中图像获取部分是将两个CCD工业相机分别于体视显微镜的两个目镜相连,通过USB将图像信息传输到电脑上,达到实时的图像观测信息采集。论文主要工作包括以下几点。（1）显微环境相机标定。通过对显微相机模型与普通相机模型对比,得到显微相机标定的特殊性,之后通过多次试验总结最适合显微环境标定图像的采集方法,最后本文提出了基于误差筛选的方法,经过实验对比证明,误差筛选可以在通标定方法的基础上降低标定误差6%左右。（2）立体匹配。对立体图像对进行图像校正,使图像对满足极限约束准则,然后利用图像区域灰度相关性进行相似度计算,得到立体图像对的视差图。经过不同窗体尺寸和不同最大最小视差进行对比实验,得到对应的视差图像,通过对比分值图确定最适合的匹配参数。文中通过对标定板上已知参数进行三维测量,验证了上文中显微相机标定结果的正确。（3）三维重建。由立体匹配得到的视差图进行双目视觉景深计算,由于在单一视角下合成的三维点云模型存在部分缺陷,所以采用多视角模型融合的方法进行数据补偿,得到最终显微双目系统的最终模型效果图,达到口腔显微立体视觉系统的目的。
虞启凯[3]（2017）在《双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究》文中提出主-从双向伺服遥微操作在微操作/微装配领域有着广泛的应用,如在微/纳米机械、基因工程、微创手术、植物农产品配育种、光纤对接等领域。本文针对遥微操作应用需求,研究设计一套双手主从式带有力反馈的遥微操作系统的试验平台,并辅以双目视觉系统完成遥微操作。课题主要从系统总体方案、多自由度手控器设计和分析、集成微力传感的微夹持器的研制、主从遥微操作控制方法以及平台搭建与试验验证等方面展开研究。在手控器的设计中,根据人行为习惯与功能分配,双手采用不同方案。其中主左手是三维平动机构,对其进行运动学、力传递能力展开分析;主右手采用六自由度串并联复合机构,对主右手的操作空间大小、力传递能力以及综合性能指标进行分析,并以此进行优化设计。另外,对主右手的运动学标定方法进行研究,分析末端位置误差及其几何误差源,采用矢量链法构建相关映射误差模型,提出误差补偿方案。为了实现微操作过程中的反馈力检测,设计并研制一种三维集成力传感的微夹持器。其中包括微夹持器的结构设计、参数优化分析、有限元分析以及微力传感标定试验和微操作试验。主-从双向控制技术是遥微操作中关键技术之一,正向从手位置精确跟踪采用滑模控制方法,并设计非线性扰动观测器实现在线估计和补偿不确定性和摩擦等因素引起的干扰,此外还采用饱和函数替换符号函数以削弱观测器输出抖振现象。而对于反向主手反馈力跟踪采用力闭环控制方案;为适应不同操作状态下的模型结构与参数的时变性,各轴则分别采用模糊PID控制方法;另外针对主从异构采用基于RBF神经网络逆系统的解耦方法,建立右主/从手六轴动力学一一对应关系。完成遥微操作试验平台的搭建和相关测控模块的软硬件实现,并对主从双边遥微操作可行性和稳定性进行相关试验验证,结果表明该系统具有良好的位置跟踪和力反馈跟踪;进一步通过操作细轴/孔装配实验,验证了本试验平台正向位置控制与反向力控制方法的正确性与可行性,也验证了操作者在遥微操作中有着良好的力觉临场感。
耿冉冉[4]（2017）在《LUMs驱动的并联微操作手的结构设计及动力学分析》文中认为近几十年来,随着微机电系统的不断发展和在各领域的广泛应用,使得微操作技术的发展也十分迅速,微操作手作为核心部件,其设计和研发受到越来越多的关注和重视。而如何同时满足高精度、高速度、大操作空间和大输出力等关键要素,一直是微操作手研究的难点。本课题针对这一问题,利用直线超声电机响应快、控制精度高、运动行程大、推力大等优点,构建了一种新型的由直线超声电机驱动的两指并联微操作手,并对其进行了运动学分析、刚柔耦合动力学建模及仿真分析、手指的振动控制、抑制机构中存在的机械漂移的研究。实验表明,该微操作手可用于对生物细胞及其它直径为几微米到几百微米的微小物体的夹取和移动操作。本项研究有助于推进我国在微纳科技领域、生物工程领域和医学等领域的发展。主要内容如下:1.以微操作手的高精度、高速度、大操作空间和大输出力为设计目标,构建了一种新型的3-DOF两指并联微操作手。以直线超声电机作为驱动器,采用空间并联结构并配合万向柔性铰链,使得整体机构具有无间隙、无摩擦的优点,并支持微操作手在获得高位移精度的同时,具有更快的运行速度、更大的输出力、更大的操作空间。2.利用矢量链法和空间坐标转换建立了较为简单的刚性并联微操作手的运动学模型,并求解了微操作手输入与输出的运动学关系。为了得到微操作手机构更加精确的运动学关系,基于柔性铰链两端面始终平行的假设,建立了柔性并联微操作手的运动学模型,并结合柔性铰链的柔度分析计算了微操作手的工作空间,然后对该假设进行了位移误差分析,得到操作末端的最大相对误差为0.65%。3.建立了微操作手的刚柔耦合动力学模型。根据能量等效原理,将微操作手切分为三个对称的运动链和一个活动平台子系统,分别计算了其动能和势能,采用拉格朗日方法得到了微操作手的动力学方程。然后利用ADAMS动力学分析软件对微操作手进行了动力学仿真分析,得到了驱动器、末端执行器和柔性铰链的动态性能。4.针对微操作手手指末端的振动问题,建立了手指振动的动力学模型。通过分析影响手指振动规律的主要因素,提出了抑制手指振动的参数优化模型,采用内点罚函数法联合牛顿法对该优化模型进行了求解。然后通过Ansys有限元软件对微操作手的手指进行了瞬态动力学仿真分析。实验测得优化处理后手指末端的振动幅度缩小了84.7%。5.对微操作手操作末端出现的机械漂移现象进行了机理分析和实验研究。首先,建立了柔性夹持的直线超声电机定子的力学模型。模型分析表明,电机定子的切向刚度是影响输出端机械漂移的主要因素,并对不同刚度的夹持件进行了试验。根据分析结果,设计出一种可抑制机械漂移的一侧铰支固定、一侧弹簧夹持的电机定子。然后对微操作手机构本身出现的机械漂移问题进行了漂移时间、位移轨迹上分段机械漂移等实验研究,提出了避免在位移轨迹两端进行操作以减小机械漂移影响的方法。6.构建了微操作手的实验评价系统,结合二自由度运动平台组成宏微结合装置,使微操作手能够快速定位被操作对象。对微操作手进行了包括手指的振动优化性能试验、末端执行器的操作空间和位移分辨率的测定、输入位移与输出位移之间的关系等基本性能测试,实验结果表明,该微操作手的最大操作空间为2.332mm×2.109mm×20mm,位移分辨率为100nm,能够对不同材料和大小的微小物体进行抓取和移动等操作。
黄晓东[5]（2016）在《地面摄影测量获取测树因子的研究》文中指出森林资源调查是及时掌握森林资源,制定和调整林业政策,不断提高森林其潜在生产力的基本技术手段,在森林资源调查之中需要应用到大量的森林计测仪器。目前的计测仪器获取数据的方式比较落后,功能单一,且由于计测仪器技术的限制性制约着森林资源调查实现精准化、数字化、自动化、信息化以及内外业一体化。同时,国内采用的森林计测仪器一般都是国外生产的,因此需要新的技术来带动国内森林计测仪器的发展。随着摄影测量技术的日益成熟,计算机视觉和摄影测量给森林计测仪器的发展带来了新的契机。本研究主要基于摄影测量原理,开发设计利用普通数码相机、全站仪配置CCD镜头以及微型超站仪三种方式的软硬件系统,并制定详细的内外业操作流程,其目的在于利用摄影测量的方式来提高和获取测树因子的能力,提高工作效率,推动摄影测量技术在森林计测仪器以及林业中的应用和发展。基于树木垂直生长的特性,提出了利用单一的普通数码相机对待测样地进行上下方向的任意摄影测量,并在林地中测量任意一段物体长度以便在解算中反推摄影基线,恢复摄影区域的真实空间比例关系,实现在像片上测量获取测树因子的功能。该研究以摄影测量的理论为基础,以同名光线和摄影基线共面为条件,针对林业摄影测量的局限性,建立以垂直地面方向为主方向的摄影测量方式,试验分析验证测量算法的有效性,以Microsoft Visual Studio为开发平台,编制了地面立体摄影测量系统软件。通过试验分析,确定测量的精度随着景距距离的减小、摄影基线的增加、立木直径的增加以及考虑相机畸变的影响而增高,从而确定合适的测量范围为2～25m,若不考虑相机畸变时应尽量使样地立木处于像片中央的位置。对5组样地胸径进行测量计算,试验表明,利用普通数码相机测量样木胸径平均绝对误差为0.29cm,平均相对误差为1.99%。以示例说明,利用普通数码相机进行上下方向的任意摄影测量可直接实现单株立木的胸径、任意处直径、可视树高的测量,进而通过计算可获取单株立木的树干横断面积、立木材积、样地株数密度、样地平均胸径、树心坐标以及自动生成样地图。本文利用SIFT算法实现双像同名像点的自动匹配,实现单一同名像点95%的自动匹配精度,且匹配时间降低到亚秒级。同样利用SIFT算法实现普通数码相机两次拍摄之间的相对外方位元素的计算,但存在处理速度慢且计算结果精度不高的问题,因此为了消除这方面的影响,本研究提出了将拍照所用的CCD镜头安装于全站仪之上,以此来获取两次拍摄时的相对外方位元素,进而通过空间前方交会以及单像水平角和垂直角的解算原理来实现像辅助空间坐标点的计算,以此来实现利用全站仪配置CCD镜头实现双像测量测树因子的功能。同时,由于全站仪自带测距功能,因此可作为附加条件实现平坦样地、胸高标线样地、圆形样地的摄影测量,实现二维至三维坐标的转化。通过试验验证,基于全站仪配置CCD镜头的摄影测量方式,样木胸径测量的平均绝对误差为0.16cm,平均相对误差为0.86%,树高测量的平均相对误差为1.86%。并以示例说明单像圆形样地单次获取像片24张,可直接测量任意一株立木的胸径、任意处直径、树高,进而可以计算任意一株立木的树干横断面积、立木材积、样地株数密度、平均高、平均胸径、树心坐标以及生成样地图等。由于全站仪比较笨重,操作水平高,操作和移动都比较繁琐并且在样地中部分地区无法安置仪器,考虑到全站仪本身只应用到测距、测角、定位等功能,基于此可将全站仪的测距、测角、定位功能集成到CCD镜头之中。因此本文提出以图像自动识别原理、摄影测量原理、相似三角形几何原理和三角函数原理为理论基础,研制了可测量胸径和树高的多功能便携式微型超站仪,该设备集成电荷藕合器件图像传感器、倾角传感器、激光测距传感器、中央处理器、存储器、液晶显示屏,测量时可获取测站点到待测点的倾角和距离2个参数值,并记录存储测量时的图像信息,通过仪器的嵌入式操作程序,实现胸径的自动测量、树高测量等基本功能。并以此为基础开发实现单株立木的横断面积、立木材积、林分平均高、平均胸径、株数密度、林分蓄积量的测量功能。通过试验验证,215株立木的单次胸径测量的平均绝对误差为0.37cm,平均相对误差为2.08%。101株立木的单次树高测量的平均相对误差为1.44%。对所提出的三种摄影测量的仪器的测量类型和范围,内外业的操作流程,测量的精度以及优缺点进行了对比说明,以期对这三种仪器更好的应用于不同条件下的森林调查之中,为森林资源调查的自动化、无人化、智能化提供技术与方法支持,实现摄影测量技术在森林资源调查中的推广应用。
甘裕明[6]（2016）在《液滴微操作机械手的开发与应用研究》文中提出随着微机电系统的发展,机电产品的零部件向小型化、微型化方向发展,如何实现微小零部件的位置姿态控制,满足微装配的需求是当代研究的热点与难点。目前,微操作的方法主要有基于微夹钳的方法、真空吸附法和基于粘附力的方法,这些方法一般只能完成对微小零部件的拾取与释放操作,无法实现对微小零件姿态的调整,限制了它们在微装配中的应用。本文提出基于液滴的微操作方法,利用液滴的表面张力吸附微小物体,通过调整机械手端面形状,改变液滴的形态,从而改变吸附在液滴表面的微小物体的姿态,实现微小部件的位置姿态控制。为解决微装配中主要存在的小空间内零件位姿的多自由度调整和微细零件的抓取与释放等难点问题,提供一种技术途径,有重要理论和实用意义。本文首先提出机械手的结构,定性分析了液滴机械手的控制机理和影响机械手控制性能的因素;在此基础上建立了液滴机械手的力学模型,定量分析了微操作过程中液滴机械手先端形状和微小物体姿态之间的映射关系,提出了基于液滴形态和机械手先端约束的微小物体姿态控制方法,研究了吸附、旋转、倾斜、释放等微操作控制策略。然后建立了液滴机械手的微流体动力学模型,通过仿真分析了微操作过程中液桥弯月面的形状变化与压力变化的动态过程,从理论上拓展微流体动力学建模方法。最后搭建了试验平台,通过大量的实验证明了所提出方法的可靠性。研究结果表明:机理分析与仿真结果、实验现象基本吻合。液滴机械手对吸附表面要求低;采用多棒型结构,建立液滴机械手和微小物体姿态的映射关系,通过控制机械手先端液滴的形态和约束,可以实现任意形状微小物体空间范围内位置和姿态的控制;通过改变流体的表面张力,控制钨丝棒的个数等参数可以改变机械手的控制性能。为小空间内零件位置姿态的多自由度调整和微细零件的抓取与释放提供了有效技术途径。
张海山[7]（2015）在《基于位置/力伺服的装配机器人微操作平台的设计与控制》文中指出装配机器人是高质量、高柔性、高效率完成自动装配的理想手段,是自动化柔性装配系统的关键设备。如何使机器人实现快速、精密、柔性以至智能化的装配是目前尚未完全解决的问题之一,构建宏微装配机器人是解决该问题的有效途径。本文围绕构建宏微装配机器人系统展开,分别对微平台的结构设计、运动学分析和具有力/力矩反馈的微平台测控系统进行研究。首先,通过分析现有宏微装配机器人的构建方案,结合本文研究的目的和对宏微装配机器人的功能要求,选定宏微装配机器人的组合类型为串并联宏微机器人组合,且在综合现有的科研条件下,提出了具体的串并联宏微机器人系统构建方案,同时确定了微平台的工作性能要求、安装条件和具体构型为6-PSS并联机器人。其次,为了搭建宏微装配机器人的硬件系统,包括机械系统和电气系统,所以需要设计出微平台的具体结构类型且加工成实体,同时设计出微平台的电气系统。依据宏微装配机器人的构建方案所确定的微平台各项参数要求,分别对6-PSS并联微平台的驱动方式和型号进行选择及动静平台和传动部件进行设计,并采用ANSYS有限元分析软件对所设计的零部件进行结构强度分析,最终得到微平台的具体三维模型;依据所选的驱动方式设计出了微平台的电气系统。再次,对6-PSS并联微平台的运动学进行研究。通过Grubler-Kutzbach自由度计算公式确定了微平台为六自由度并联机器人;通过z-y-x欧拉角法则求解出微平台的逆解,并通过最小二乘法求解出微平台的正解;提出了圆柱坐标快速搜索法,并搜索出微平台的可达工作空间和蕴含姿工作空间;通过ADAMS的运动仿真数据和MATLAB理论计算数据进行对比,验证了微平台运动学研究的正确性。最后,对六维力/力矩传感器反馈的信号进行解析。通过分析装配过程中,六维力/力矩传感器反馈参数的实际意义,求解出装配力的六个分量,并给出了装配力矢量在传感器坐标系中的位姿求解公式。同时,通过六维力/力矩传感器的信号采集实验,验证了基于六维力/力矩的装配力位姿建模理论的正确性;搭建了具有力/力矩反馈的微平台测控系统的基本框架。
沙晓鹏[8]（2015）在《基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究》文中认为在特征尺寸为微米和亚微米量级的物体上进行加持、吸附、抓取、转移、装配和注射等操作称为微操作。执行微操作的器械设备称为微操作系统或者微操作机器人。近年来,微操作系统被广泛地应用到微机电系统MEMS（Micro Electro Mechanical System）、微光电子机械系统MOEMS（Micro Opto Electro Mechanical System）和生物微机电系统Bio MEMS（Biological Micro Electro Mechanical System）等。将微操作机器人系统和显微视觉信息相结合形成的显微视觉伺服控制系统并使其具有与外部环境进行智能交互能力,是当今微操作机器人系统研究和发展的一个主要方向。目前对微操作系统的研究范围已经从理论研究发展到了应用设计。因此,微操作系统领域的未来发展热点之一是将其大规模的应用到工业生产上。为了实现这一目标,微操作系统自动化和智能化的水平和质量在发展过程中将起到关键的作用。本文围绕微操作系统的自动化问题进行了系统的整体规划,自行构建了一套完整的显微立体视觉伺服微定位控制系统。系统包括:末端执行器模块,运动控制模块和显微视觉模块,并在此基础上对微操作系统中显微立体视觉伺服的成像模型和系统的微定位控制进行了重点研究。针对显微视觉伺服系统中深度信息获取问题,本文基于显微视觉模块建立了G（Greenough）型和CMO（Common Main Objective）型两种结构下的体视显微镜SLM（Stereo Light Microscopy）的成像模型。采用这两种视觉模型可以直接从3D场景中获取物体的视觉信息,避免了微操作系统实时测量或在线估计目标物体未知点的深度,提高了系统的控制性能。在微动机器人运动学的基础上建立了基于图像的视觉伺服控制器,并对微操作闭环系统的稳定性进行了分析。针对显微立体视觉伺服控制系统中稳定性分析复杂的问题,本文建立了基于Hamilton理论的微定位控制算法。通过分解微动机器人的质量矩阵,进行了微操作系统动力学方程的模型变换。进而将显微立体视觉伺服控制系统实现为一类广义Hamilton系统。设计了显微视觉伺服控制器,使得微操作机器人闭环系统渐近稳定。针对传统的基于图像的视觉伺服方法多采用物体的几何特征如点、线、区域面积等作为特征值进行视觉伺服控制时需要图像处理过程中特征值的提取、匹配和跟踪等问题,本文基于Phong照明模式和光流法提出了显微立体视觉系统的微定位方法。此方法是以整幅图像的像素亮度信息作为特征值进行微操作系统的视觉反馈,进而设计了基于亮度的直接伺服控制器,采用此方法避免了图像处理过程中的特征值提取、匹配和跟踪步骤。
毛尚勤[9]（2013）在《微操作系统的机器视觉与无标定视觉伺服研究》文中研究说明最新的技术正在向宏观和微观两个方向发展：一方面,我们已经可以跨出地球,可以探测几百亿光年外的宇宙深处；另一方面,我们可以排列单个原子,可以设计在血管里运动的机器人。而微操作机器人正是微观领域最前沿的技术之一。微操作任务存在着工作空间小、操作目标小且易碎（或易变形）,设备精度不足等种种限制,但是却要求高精度、高重复度和高可靠性,尤其是在自动或者半自动的系统中。由于微操作环境和操作对象的特殊性,使得微操作机器人的研究有常规尺度下所没有的特殊问题,因此需要研究特定的方法来解决这些问题。本文首先对显微视觉、视觉伺服和微操作机器人三个方面进行了综述,介绍了研究趋势和最新成果。然后对相关的建模方法进行了论述,为本文的研究提供了坚实的理论基础。显微视觉下的对象往往有着不同的颜色,这个特性可以用于区分这些对象,但是由于显微视觉采用外置冷光源,对目标颜色影响较大。因此本文提出了一种基于IHLS（Improved Hue-Lumination-Saturation,增强的色调-光度-饱和度）颜色空间的密度聚类分割方法。该方法可以解决现有机器视觉颜色空间中存在的非一致性问题,减小外界光源的影响,在分割速度和准确度方面也有很大的提升。现有的显微多目标识别对于所有目标采用统一的识别方法,时间消耗较大,识别率不高。本文针对常规ICF （Inertial Confinement Fusion,惯性约束聚变）靶装配任务中的压电陶瓷双晶片微夹持器、柱腔、靶球和真空吸附微夹持器四种不同类型目标分别设计了不同的识别算法,在定位精度和实时性上均取得了较好的效果。视觉伺服是机器人领域最前沿的研究内容之一,尤其是在很难得到机械手与视觉系统精确数学模型的情况下的无标定视觉伺服。鉴于目前在线估计方法不够准确,离线估计方法适应性不好,本文提出了一种基于增量支持向量回归的图像雅可比矩阵在线辨识方法,和相应的自适应切换策略,达到了很好的实用效果。最后,本文设计了一种自动微操作系统实验平台,该系统由高精度微动平台、高清摄像机、压电陶瓷双晶片微夹持器和真空吸附微夹持器构成,设计了基于运动控制器的四层软件构架,来提高其软件系统升级和维护的易用性。然后采用本文所提出的机器视觉与视觉伺服算法,在该实验平台上进行常规ICF靶装配实验,实验效果验证了本文方法的有效性和先进性。
王文强[10]（2013）在《显微视觉定位系统中的摄像机标定技术研究》文中研究说明在现代制造业中,自动测量定位技术在数控加工中得到了广泛应用。在各种测量技术中,视觉测量技术以其精度高、速度快和非接触性等特点成为数控加工领域研究的热点。摄像机标定是视觉测量工作的基础,它通过确定摄像机观察点的空间坐标与图像坐标之间的映射关系,使得摄像机能够用来对观察物体的三维尺寸和位置进行测量。基于立体显微镜的视觉定位技术可用于数控加工中的精确定位。由于立体显微镜具有视场狭窄、景深小以及非线性成像因素多等特点,导致传统的摄像机标定技术难以对其进行标定。因此,研究更具针对性的摄像机标定技术对于实现数控加工中的显微视觉测量定位是十分必要的。本论文针对基于立体显微镜的双目显微视觉标定技术开展研究工作,具体内容如下：（1）针对数控加工中的测量定位要求,以立体显微镜为基础,构建了双目显微视觉测量系统。在该系统基础上,搭建了双目显微视觉实验平台,并将该系统集成到数控加工实验平台中,这两个实验平台构成了本文研究的硬件基础。针对标定过程中实际的需求,设计相应的视觉标定实验对所提出的方法和理论进行了实验验证。（2）针对立体显微镜视场窄、景深小、非线性因素多的特点,通过分析现有摄像机模型,建立了以线性摄像机模型为基础,包含多种非线性畸变修正的双目显微视觉成像模型。在此基础上,通过对现有摄像机标定方法在双目显微视觉系统中的可行性进行实验分析,提出了摄像机主参数标定方法,包括基于张氏标定法的摄像机尺度因子标定方法和基于变倍率法的主点坐标标定方法。（3）利用数控加工实验平台的纵向运动,结合双目显微视觉系统和激光干涉仪,采集高精度空间点群,并将该点群作为光束平差法的输入项对摄像机参数进行优化,得到最终参数标定结果。为对标定结果进行验证,利用标定好的摄像机模型对标定板提供的空间点进行三维重建实验,并与理想点进行比较和误差分析,通过分析可知：本文提出的标定方法,在一定倍率下,其横向标定精度小于1μm,纵向标定精度小于4μm,满足数控加工实验平台中立体显微镜的视觉测量定位需求。
二、微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究（论文提纲范文）
（1）三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 接触式测试技术的研究现状 |
| 1.2.2 非接触光测力学研究概况 |
| 1.3 三维图像相关力学性能测试研究现状 |
| 1.3.1 三维图像相关方法研究现状 |
| 1.3.2 三维图像相关方法在力学性能测试中应用研究现状 |
| 1.4 三维显微图像相关力学性能测试中的若干关键问题讨论 |
| 1.5 本研究课题来源与论文章节安排 |
| 第2章 三维显微图像相关力学性能测试基本原理 |
| 2.1 二维数字图像相关测量原理 |
| 2.1.1 二维数字图像相关测量系统的组成 |
| 2.1.2 基本原理 |
| 2.1.3 面内位移、变形表征 |
| 2.1.4 相关函数 |
| 2.2 三维显微图像相关法 |
| 2.2.1 传统的三维图像相关方法 |
| 2.2.2 显微立体视觉成像原理 |
| 2.2.3 三维显微图像相关法测量过程 |
| 2.3 材料力学性能评价及其检测方法 |
| 2.3.1 应变及其测试方法 |
| 2.3.2 弹性模量及其测试方法 |
| 2.3.3 泊松比及其测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维显微立体视觉系统参数标定 |
| 3.1 研究现状 |
| 3.2 相机成像模型 |
| 3.2.1 .理想成像模型 |
| 3.2.2 成像系统畸变分析 |
| 3.3 基于非共面特征点加权径向约束的标定方法 |
| 3.3.1 径向约束 |
| 3.3.2 特征点权重分配 |
| 3.3.3 标定原理 |
| 3.3.4 标定过程 |
| 3.4 体视显微镜立体视觉系统标定 |
| 3.4.1 试验装置 |
| 3.4.2 标定实验 |
| 3.4.3 影响标定结果因素分析 |
| 3.4.4 标定结果验证及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 显微图像匹配技术 |
| 4.1 常用匹配算法 |
| 4.1.1 整像素匹配 |
| 4.1.2 亚像素匹配 |
| 4.1.3 图像插值算法 |
| 4.2 形函数对匹配精度的影响 |
| 4.2.1 单一形函数 |
| 4.2.2 数值模拟实验 |
| 4.2.3 欠匹配与过匹配的分析 |
| 4.2.4 组合形函数 |
| 4.3 适用于显微图像的立体匹配方法 |
| 4.4 误匹配分析 |
| 4.5 实验 |
| 4.5.1 位移测量 |
| 4.5.2 铜片拉伸变形 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三维显微图像相关力学性能测试系统设计 |
| 5.1 三维显微图像相关力学性能测试系统的原理与结构设计 |
| 5.2 三维显微图像相关系统的设计 |
| 5.3 微拉伸机的设计与分析 |
| 5.3.1 原位拉伸测试装置的结构设计 |
| 5.3.2 微拉伸机控制系统设计 |
| 5.3.3 原位拉伸测试装置的软件设计 |
| 5.3.4 T2 纯铜试样原位拉伸试验 |
| 5.4 测试系统软件界面 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 三维显微图像相关力学性能测试系统验证实验 |
| 6.1 标准球直径测量 |
| 6.2 标准台阶高度测量 |
| 6.3 铜箔试样力学性能参数测量 |
| 6.3.1 全场位移测量 |
| 6.3.2 全场应变测量 |
| 6.3.3 弹性模量测量 |
| 6.3.4 泊松比测量 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.1.1 本文主要工作 |
| 7.1.2 本文创新点 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的学术活动及成果情况 |
（2）口腔显微立体视觉关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构与章节安排 |
| 2 相机标定 |
| 2.1 理想相机模型及标定 |
| 2.1.1 理想线性模型 |
| 2.1.2 理想非线性模型 |
| 2.1.3 理想线性模型标定 |
| 2.1.4 理想非线性模型标定 |
| 2.2 显微镜环境 |
| 2.2.1 显微镜环境的特殊性 |
| 2.2.2 显微镜环境下标定 |
| 2.3 误差筛选标定 |
| 2.4 标定对比试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 立体匹配 |
| 3.1 匹配基元 |
| 3.2 约束准则 |
| 3.3 相似度测量 |
| 3.4 分类 |
| 3.4.1 按照匹配基元分类 |
| 3.4.2 按照最优化分类 |
| 3.5 匹配实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三维重建 |
| 4.1 景深还原 |
| 4.2 点云处理 |
| 4.2.1 降噪 |
| 4.2.2 降采样 |
| 4.2.3 三角剖分算法 |
| 4.2.4 点云配准 |
| 4.3 三维重建实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文小结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（3）双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 遥微操作系统国内外研究现状和综述 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 微操作的末端执行器及相关技术 |
| 1.4 操作手 |
| 1.4.1 串联型操作手 |
| 1.4.2 并联型操作手 |
| 1.5 遥微操作主从双向协调控制 |
| 1.6 本文的研究目的与意义和主要内容 |
| 1.6.1 本文研究目的与意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 双手主从式遥微操作系统总体方案 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.2 双手主从式遥微操作系统构成及工作原理 |
| 2.3 双主手设计方案 |
| 2.3.1 双主手性能要求 |
| 2.3.2 主手结构方案选型 |
| 2.4 从手及其末端执行器设计方案 |
| 2.4.1 双从手设计方案 |
| 2.4.2 末端执行器设计 |
| 2.4.3 驱动方式选择 |
| 2.5 其他附属子系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双主手力反馈手控器结构设计及其优化设计 |
| 3.1 双主手力反馈型主手设计目标要求 |
| 3.2 主左手三自由度平动Delta运动学分析 |
| 3.3 主右手六自由度机构的选择和设计 |
| 3.3.1 六自由度并联机构 |
| 3.3.1.1 位置正解 |
| 3.3.1.2 位置逆解 |
| 3.3.1.3 运动学反解验证 |
| 3.3.2 六自由度复合机构运动学分析 |
| 3.3.3 工作空间比较 |
| 3.3.3.1 并联机构工作空间 |
| 3.3.3.2 复合机构工作空间 |
| 3.3.4 力传递能力比较 |
| 3.3.4.1 并联机构力传递能力 |
| 3.3.4.2 复合机构力传递能力 |
| 3.4 六自由度复合机构的性能指标分析及优化 |
| 3.4.1 性能指标分析 |
| 3.4.1.1 平动机构灵巧度指标 |
| 3.4.1.2 平动机构灵巧度综合评价指标 |
| 3.4.1.3 转动机构灵巧度指标及综合评价指标 |
| 3.4.1.4 六自由度机构灵巧度综合评价指标 |
| 3.4.2 六自由度复合机构的优化 |
| 3.4.3 六自由度复合机构的优化计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 串并联结构主右手手控器标定研究 |
| 4.1 主右手机构简介与位置输出误差分析 |
| 4.1.1 主右手机构简介 |
| 4.1.2 主右手位置输出误差分析 |
| 4.1.3 平动机构的误差模型分析 |
| 4.1.4 转动部分误差模型分析 |
| 4.2 手控器标定实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 带力传感微夹持器的研制及试验研究 |
| 5.1 带力传感的微夹持器总体设计 |
| 5.2 三维力传感器的结构设计 |
| 5.3 位移放大机构及放大倍数 |
| 5.4 应变梁的优化设计 |
| 5.5 测量原理 |
| 5.6 微夹持器有限元分析 |
| 5.7 微力传感器标定实验 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 遥微操作系统主从控制的研究 |
| 6.1 双手遥微操作系统 |
| 6.1.1 双手遥微操作系统结构 |
| 6.1.2 右手时延下的系统动力学模型 |
| 6.1.3 右手遥微操作系统稳定性分析 |
| 6.1.4 右手主从双向微操作控制总方案 |
| 6.2 微操作从右手位置控制 |
| 6.2.1 多轴位置控制指令 |
| 6.2.2 基于干扰观测器的滑模控制算法 |
| 6.3 操作主右手力反馈控制 |
| 6.3.1 主右手力反馈控制方案 |
| 6.3.2 从右手反馈力指令的产生 |
| 6.3.4 自适应整定模糊PID控制器 |
| 6.4 算法流程及实现 |
| 6.5 位移跟踪实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 双手力觉反馈遥微操作系统试验 |
| 7.1 遥微操作试验目的和实验项目 |
| 7.1.1 试验目的 |
| 7.1.2 试验项目 |
| 7.2 双手带力反馈遥操作系统结构及硬件 |
| 7.2.1 系统结构 |
| 7.2.2 主从遥操作机器人试验系统的硬件 |
| 7.3 系统软件结构 |
| 7.4 主右手异构型主从遥操作系统位置跟踪实验 |
| 7.5 右手异构型主从遥操作系统力觉跟踪实验 |
| 7.6 主从操作细轴对孔实验 |
| 7.6.1 试验平台组成 |
| 7.6.2 实验参数的确定及实验 |
| 7.7 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）LUMs驱动的并联微操作手的结构设计及动力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外微操作手的研究现状 |
| 1.2.1 柔性并联微操作手 |
| 1.2.2 两指微操作手 |
| 1.2.3 具有位移放大器的微操作手 |
| 1.3 直线超声电机的研究和发展 |
| 1.3.1 国内外直线超声电机的发展历史 |
| 1.3.2 选用直线超声电机作为驱动器的优势 |
| 1.4 本课题研究意义、目标及主要内容 |
| 第二章 微操作手的结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构设计方案 |
| 2.2.1 结构设计目标 |
| 2.2.2 结构设计方案 |
| 2.3 微操作手的关键结构要素 |
| 2.3.1 微操作手的结构形式 |
| 2.3.2 V型直线超声电机 |
| 2.3.3 万向柔性铰链 |
| 2.3.4 探针 |
| 2.4 微操作手的主体结构 |
| 2.5 运行机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 并联微操作手的运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刚性并联微操作手运动学建模 |
| 3.2.1 运动学模型描述 |
| 3.2.2 输入与输出的运动学关系 |
| 3.3 柔性并联微操作手运动学建模 |
| 3.3.1 运动学方程 |
| 3.3.2 柔性铰链的柔度分析 |
| 3.3.3 微操作手操作空间的计算 |
| 3.3.4 误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微操作手的刚柔耦合动力学建模及仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微操作手的刚柔耦合动力学建模 |
| 4.2.1 微操作手的子系统分割 |
| 4.2.2 运动链的动能和势能 |
| 4.2.3 活动平台子系统的动能 |
| 4.2.4 拉格朗日方程 |
| 4.3 基于ADAMS的动力学仿真分析 |
| 4.3.1 仿真模型 |
| 4.3.2 柔性铰链的柔性化 |
| 4.3.3 动力学仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微操作手手指的振动分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微操作手手指的振动响应方程 |
| 5.3 约束条件 |
| 5.3.1 材料约束 |
| 5.3.2 几何结构约束 |
| 5.4 灵敏度分析 |
| 5.5 微操作手手指的结构优化 |
| 5.5.1 优化模型 |
| 5.5.2 优化结果 |
| 5.6 基于ANSYS的振动特性仿真分析 |
| 5.6.1 微操作手模态仿真 |
| 5.6.2 谐响应分析 |
| 5.6.3 瞬态动力学仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 微操作手机械漂移的机理与控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直线超声电机的机械漂移机理 |
| 6.2.1 电机机械漂移的力学模型 |
| 6.2.2 模型的试验分析 |
| 6.2.3 新型弹簧夹持超声电机 |
| 6.3 微操作手机构的机械漂移研究 |
| 6.3.1 机械漂移的时间研究 |
| 6.3.2 机械漂移在位移轨迹上的分段研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 微操作手系统的实验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 宏微结合装置及设备 |
| 7.2.1 二自由度运动平台 |
| 7.2.2 宏微结合操作手 |
| 7.2.3 可升降载物台 |
| 7.3 微操作手的驱动控制系统 |
| 7.3.1 直线超声电机的驱动控制技术 |
| 7.3.2 驱动控制箱 |
| 7.3.3 Labview控制界面 |
| 7.4 手指振动优化性能试验 |
| 7.5 最大操作空间的测定 |
| 7.6 位移分辨率的测定 |
| 7.7 微操作手的输入与输出位移关系 |
| 7.8 微小物体的抓取实验 |
| 7.8.1 抓取步骤 |
| 7.8.2 不同微小物体的抓取 |
| 7.9 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文主要工作及创新点 |
| 8.1.1 本文主要工作 |
| 8.1.2 本文主要创新点 |
| 8.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）地面摄影测量获取测树因子的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1. 引言 |
| 1.1. 研究的目的和意义 |
| 1.2. 研究背景 |
| 1.2.1. 摄影测量技术简介 |
| 1.2.2. 地面和航空摄影测量 |
| 1.2.3. 影响摄影测量的因素 |
| 1.2.4. 普通数码相机 |
| 1.3. 研究综述 |
| 1.3.1. 国内外森林计测仪器的研究现状 |
| 1.3.2. 国内外摄影测量技术的研究现状 |
| 1.4. 研究内容、方法、技术路线 |
| 1.4.1. 研究内容 |
| 1.4.2. 拟解决的关键问题 |
| 1.4.3. 技术路线 |
| 1.5. 章节安排 |
| 1.6. 本章小结 |
| 2. 摄影测量的理论基础 |
| 2.1. 摄影测量基本定义 |
| 2.1.1. 几种常用的摄影坐标系 |
| 2.1.2. 像片的内外方位元素 |
| 2.1.3. 共线条件方程式 |
| 2.2. 直接线性变换解法原理 |
| 2.2.1. 直接线性变换关系式 |
| 2.2.2. 内方位元素的解算 |
| 2.2.3. 外方位元素的解算 |
| 2.3. 普通数码相机及CCD镜头的检校 |
| 2.3.1. 相机及镜头的光学畸变差 |
| 2.3.2. 相机及镜头的畸变模型 |
| 2.3.3. 相机检校的原理及核心算法 |
| 2.3.4. 相机检校过程及结果 |
| 2.4. 相对定向的直接解 |
| 2.4.1. 相对定向直接解的数学模型 |
| 2.4.2. 相对定向直接解的参数求解 |
| 2.5. 同名像点的匹配获取方法 |
| 2.5.1. 传统的人工观测方法 |
| 2.5.2. 二维搜素法 |
| 2.5.3. 特征提取SIFT算法以及SURF算法 |
| 2.6. 本章小结 |
| 3. 普通数码相机摄影测量 |
| 3.1. 相机的摄影方式及准备 |
| 3.1.1. 相机上下方向任意摄影 |
| 3.1.2. 试验选用的相机 |
| 3.1.3. 富士X100S相机的检校 |
| 3.2. 任意摄影空间坐标计算原理 |
| 3.2.1. 立体像对的前方交会 |
| 3.2.2. 摄影基线的确定 |
| 3.2.3. 物方空间坐标的转换 |
| 3.3. 地面立体摄影测量系统编程开发 |
| 3.3.1. 软件系统概述 |
| 3.3.2. 软件系统功能介绍 |
| 3.3.3. 软件系统核心算法 |
| 3.3.4. 软件系统操作说明 |
| 3.4. 影响摄影测量因素的精度分析 |
| 3.4.1. 摄影景距不同时的精度分析 |
| 3.4.2. 摄影基线不同时的精度分析 |
| 3.4.3. 基线与景距关系的确定 |
| 3.4.4. 测量不同宽度的精度分析 |
| 3.4.5. 有无畸变对精度的影响 |
| 3.4.6. 忽略外方位元素的精度分析 |
| 3.5. 普通数码相机获取测树因子 |
| 3.5.1. 单株立木测量原理 |
| 3.5.2. 样地调查原理 |
| 3.5.3. 单株立木试验验证 |
| 3.5.4. 样地调查示例说明 |
| 3.6. 本章小结 |
| 4. 全站仪配置CCD摄影测量 |
| 4.1. 全站仪配置CCD镜头仪器组成 |
| 4.1.1. 仪器组成介绍 |
| 4.1.2. 数码相机检校 |
| 4.2. 全站仪配置CCD摄影双片解算原理 |
| 4.2.1. 单像水平角与垂直角计算原理 |
| 4.2.2. 方位角和天顶距光学畸变纠正 |
| 4.2.3. 前方交会原理 |
| 4.3. 摄影测量单片解算原理 |
| 4.3.1. 平坦样地摄影测量原理 |
| 4.3.2. 胸高标线样地摄影原理 |
| 4.3.3. 单片圆形样地摄影测量原理 |
| 4.4. 软件实现与试验验证 |
| 4.4.1. 软件开发 |
| 4.4.2. 试验过程 |
| 4.4.3. 数据处理 |
| 4.5. 本章小结 |
| 5. 微型超站仪摄影测量 |
| 5.1. 仪器设计思路 |
| 5.2. 微型超站仪功能介绍 |
| 5.2.1. 微型超站仪的组成 |
| 5.2.2. 仪器功能及参数 |
| 5.2.3. 仪器设置与检测 |
| 5.3. 微型超站仪测量原理 |
| 5.3.1. 立木胸径测量原理 |
| 5.3.2. 立木树高测量原理 |
| 5.3.3. 立木材积测量原理 |
| 5.3.4. 其他功能原理阐述 |
| 5.4. 微型超站仪编程开发及试验验证 |
| 5.4.1. 微型超站仪开发设计 |
| 5.4.2. 微型超站仪操作流程 |
| 5.4.3. 试验测试验证 |
| 5.4.4. 不同焦距下测量结果分析 |
| 5.5. 野外实际作业 |
| 5.5.1. 研究区域概况 |
| 5.5.2. 胸径测量 |
| 5.5.3. 树高测量 |
| 5.5.4. 野外作业分析结论 |
| 5.6. 本章小结 |
| 6. 结论与展望 |
| 6.1. 三种摄影测量仪器的对比 |
| 6.2. 主要研究结论 |
| 6.3. 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录 |
| 致谢 |
（6）液滴微操作机械手的开发与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义与课题来源 |
| 1.2 微操作的研究现状 |
| 1.2.1 基于微夹钳的微操作方法 |
| 1.2.2 基于真空吸附的微操作方法 |
| 1.2.3 基于粘附力的微操作方法 |
| 1.2.4 液桥力的理论研究现状 |
| 1.3 本课题的研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 液滴微操作机械手的控制机理 |
| 2.1 液滴微操作机械手的结构 |
| 2.2 液滴微操作机械手的控制机理 |
| 2.2.1 表面张力的作用 |
| 2.2.2 液桥力的作用 |
| 2.2.3 边界的变化 |
| 2.3 影响控制性能的因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 液滴机械手的建模分析与控制策略研究 |
| 3.1 液滴机械手的力学分析 |
| 3.1.1 拾取过程 |
| 3.1.2 姿态变换过程 |
| 3.1.3 释放过程 |
| 3.2 液滴微操作机械手姿态映射关系的建立 |
| 3.2.1 空间姿态的数学描述 |
| 3.2.2 映射关系的建立 |
| 3.3 液滴机械手的控制策略 |
| 3.3.1 旋转姿态的控制策略 |
| 3.3.2 倾斜姿态的控制策略 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 液滴微操作机械手的数值仿真 |
| 4.1 仿真模型的建立 |
| 4.1.1 CFD软件的选择 |
| 4.1.2 模型的选取 |
| 4.1.3 控制方程 |
| 4.1.4 边界条件 |
| 4.2 液桥弯月面动态变化过程的仿真分析 |
| 4.2.1 液桥弯月面的形状变化过程 |
| 4.2.2 液桥弯月面的压力变化过程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 液滴微操作机械手的实验研究 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.1.1 机械手的组成与关键部件的制作 |
| 5.1.2 微型电机的驱动装置 |
| 5.1.3 微量注射装置 |
| 5.1.4 显微观察装置 |
| 5.2 液滴微操作机械手运动控制程序编写 |
| 5.2.1 关于Labview软件 |
| 5.2.2 微型电机Labview控制程序的编写 |
| 5.3 微操作机械手的实验 |
| 5.3.1 钨丝棒独立运动控制性能实验 |
| 5.3.2 拾取过程实验 |
| 5.3.3 各种形状物体姿态控制实验 |
| 5.3.4 释放过程实验 |
| 5.3.5 微操作机械手的姿态控制映射关系验证实验 |
| 5.4 实验结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 工作总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）基于位置/力伺服的装配机器人微操作平台的设计与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容和论文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 宏微装配机器人的总体方案构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 宏微装配机器人的工作任务分析 |
| 2.2.1 工作要求 |
| 2.2.2 宏微装配机器人的任务分配 |
| 2.3 宏微装配机器人的设计准则和思路 |
| 2.3.1 机械系统设计准则 |
| 2.3.2 设计思路 |
| 2.4 宏微装配机器人的系统组成 |
| 2.4.1 宏微装配机器人的系统组成框架 |
| 2.4.2 宏机器人系统 |
| 2.4.3 微机器人系统 |
| 2.4.4 宏微装配机器人的末端执行器和传感器系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 6-PSS并联微平台的机械系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微平台的主要性能指标 |
| 3.3 微平台整体框架的结构设计 |
| 3.3.1 机械结构类型的选择 |
| 3.3.2 驱动方式和型号的选择 |
| 3.3.3 传动部件的设计 |
| 3.3.4 静平台的设计 |
| 3.4 微平台零部件的有限元分析 |
| 3.4.1 ANSYS Workbench软件简介 |
| 3.4.2 有限元分析流程 |
| 3.4.3 零部件的有限元分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 6-PSS并联微平台的运动学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微平台的位姿描述和坐标变换 |
| 4.2.1 位姿描述 |
| 4.2.2 坐标变换 |
| 4.2.3 微平台的位姿描述 |
| 4.3 微平台的运动学分析 |
| 4.3.1 微平台的自由度计算 |
| 4.3.2 微平台的逆运动学分析 |
| 4.3.3 微平台的正运动学分析 |
| 4.4 微平台的工作空间分析 |
| 4.4.1 微平台工作空间的计算方法 |
| 4.4.2 动平台运动空间的限定条件 |
| 4.4.3 动平台的可达工作空间分析 |
| 4.4.4 动平台的蕴含姿态工作空间分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 具有力/力矩反馈的微平台测控系统开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于六维力/力矩传感器的装配力矢量位姿的建模 |
| 5.2.1 六维力/力矩传感器的信号采集 |
| 5.2.2 末端执行器和工件的重力在传感器坐标系中的分量 |
| 5.2.3 装配力在传感器坐标系中的位姿建模 |
| 5.3 6-PSS并联微平台的控制系统开发 |
| 5.3.1 微平台的电气系统 |
| 5.3.2 机械结构参数的标定 |
| 5.3.3 微平台的单轴运动控制 |
| 5.3.4 具有力/力矩反馈的微平台测控系统开发 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 微平台的运动分析仿真和六维力/力矩建模实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 6-PSS并联微平台运动分析的仿真试验 |
| 6.2.1 微平台的ADAMS运动仿真 |
| 6.2.2 基于MATLAB的理论逆解求解 |
| 6.3 基于六维力/力矩传感器的位姿建模的实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
（8）基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微操作系统的组成及分类 |
| 1.2.1 微操作系统的特点及结构组成 |
| 1.2.2 微操作系统的分类 |
| 1.3 微操作系统的发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 微操作系统中的显微视觉技术研究 |
| 1.4.1 视觉伺服概述 |
| 1.4.2 光学显微镜自动聚焦技术 |
| 1.4.3 深度信息获取技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 微操作系统的总体构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微操作系统的总体结构组成 |
| 2.3 显微视觉模块的选择与分析 |
| 2.3.1 显微视觉模块的组成 |
| 2.3.2 各种显微镜的性能比较与分析 |
| 2.3.3 照明模块和选择 |
| 2.4 定位平台模块 |
| 2.5 运动控制模块 |
| 2.6 软件模块和通信方式 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 微操作系统的成像模型建立及定位控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 显微成像原理及显微视觉与宏观视觉的差异分析 |
| 3.2.1 显微成像原理 |
| 3.2.2 显微视觉与宏观视觉的差异分析 |
| 3.3 摄像机成像模型 |
| 3.3.1 小孔成像模型 |
| 3.3.2 各个坐标系及其坐标变换 |
| 3.4 体视显微镜的分类及图像雅克比矩阵推导 |
| 3.4.1 体视显微镜的分类 |
| 3.4.2 视觉伺服原理描述 |
| 3.4.3 基于CMO型SLM的视觉模型推导 |
| 3.4.4 基于G型SLM的视觉模型推导 |
| 3.5 基于图像的显微视觉伺服控制 |
| 3.5.1 控制策略 |
| 3.5.2 控制器设计及稳定性分析 |
| 3.6 实验结果 |
| 3.6.1 基于CMO型SLM的实验结果 |
| 3.6.2 基于G型SLM的实验结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于广义Hamilton系统的显微立体视觉伺服定位控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Hamilton系统的研究概述 |
| 4.3 系统描述 |
| 4.4 控制器设计及稳定性分析 |
| 4.4.1 控制器设计及广义Hamilton系统实现 |
| 4.4.2 稳定性分析 |
| 4.5 仿真研究 |
| 4.5.1 基于G型SLM的仿真结果 |
| 4.5.2 基于CMO型SLM的仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于Phong光照模型和光流法的显微立体视觉伺服定位控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论基础 |
| 5.2.1 光流场基本假设和光流约束方程(OFCE) |
| 5.2.2 Phong光照模型 |
| 5.3 亮度作为视觉伺服的特征值 |
| 5.3.1 一般情况下的基于亮度的交互矩阵 |
| 5.3.2 简单场景中的基于亮度的交互矩阵 |
| 5.4 基于亮度的显微立体视觉伺服及控制器设计 |
| 5.4.1 基于亮度的显微立体视觉伺服 |
| 5.4.2 控制器设计及稳定性分析 |
| 5.5 实验研究 |
| 5.5.1 系统配置 |
| 5.5.2 图像预处理 |
| 5.5.3 实验结果 |
| 5.5.4 误差分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）微操作系统的机器视觉与无标定视觉伺服研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微操作机器人 |
| 1.2 视觉伺服 |
| 1.3 机器视觉 |
| 1.4 课题来源与内容安排 |
| 2 微操作视觉伺服基础 |
| 2.1 机器视觉 |
| 2.2 坐标映射 |
| 2.3 基于图像的视觉伺服 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于颜色聚类的显微目标分割 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 IHLS颜色空间 |
| 3.3 改进的DENCLUE核密度聚类 |
| 3.4 基于IHLS颜色空间和改进密度聚类的彩色图像分割 |
| 3.5 实验效果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 显微多目标识别 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 压电陶瓷双晶片微夹持器识别 |
| 4.3 柱腔识别 |
| 4.4 靶球识别 |
| 4.5 真空吸附微夹持器识别 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于增量支持向量回归的图像雅可比矩阵辨识 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 视觉伺服 |
| 5.3 增量支持向量回归 |
| 5.4 自适应切换的在线学习与辨识策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 系统实验与应用 |
| 6.1 应用背景 |
| 6.2 系统构成 |
| 6.3 软件设计 |
| 6.4 实验效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 公开发表的学术论文与博士学位论文之间的关系 |
| 附录3 攻读博士期间参加的科研项目 |
（10）显微视觉定位系统中的摄像机标定技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 双目显微视觉技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 立体显微镜 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究目的和技术难点 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 2 双目显微视觉系统标定原理 |
| 2.1 双目显微视觉模型 |
| 2.1.1 线性摄像机模型 |
| 2.1.2 非线性畸变模型 |
| 2.2 对极几何基本知识 |
| 2.3 双目视觉测量原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 双目显微视觉系统搭建 |
| 3.1 双目显微视觉实验平台 |
| 3.2 数控加工实验平台 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 双目显微视觉系统标定过程 |
| 4.1 角点坐标获取方法 |
| 4.2 主参数标定方法 |
| 4.2.1 尺度因子标定 |
| 4.2.2 主点坐标标定 |
| 4.2.3 摄像机外参数矩阵计算方法 |
| 4.2.4 四元数 |
| 4.3 双目显微视觉参数优化方法 |
| 4.3.1 光束平差法 |
| 4.3.2 空间点采集和优化过程 |
| 4.3.3 三维坐标重建优化方法 |
| 4.4 双目显微视觉标定技术总体流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 标定实验及精度评价 |
| 5.1 一倍下标定实验及三维重建 |
| 5.2 两倍下标定实验及三维重建 |
| 5.3 五倍下标定实验及三维重建 |
| 5.4 标定精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究（论文参考文献）
- [1]三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术[D]. 刘旭. 合肥工业大学, 2021
- [2]口腔显微立体视觉关键技术研究[D]. 张薇. 西安工业大学, 2019(03)
- [3]双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究[D]. 虞启凯. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [4]LUMs驱动的并联微操作手的结构设计及动力学分析[D]. 耿冉冉. 南京航空航天大学, 2017
- [5]地面摄影测量获取测树因子的研究[D]. 黄晓东. 北京林业大学, 2016(08)
- [6]液滴微操作机械手的开发与应用研究[D]. 甘裕明. 华南理工大学, 2016(02)
- [7]基于位置/力伺服的装配机器人微操作平台的设计与控制[D]. 张海山. 西安理工大学, 2015
- [8]基于微操作系统的显微立体视觉伺服定位控制研究[D]. 沙晓鹏. 燕山大学, 2015(01)
- [9]微操作系统的机器视觉与无标定视觉伺服研究[D]. 毛尚勤. 华中科技大学, 2013(02)
- [10]显微视觉定位系统中的摄像机标定技术研究[D]. 王文强. 大连理工大学, 2013(09)