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基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究
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基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究
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基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究
基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】
:由于MEMS(微机电系统)、生物医学工程、精密光学工程和超精密加工等领域的快速发展,迫切需要能够在微米级,甚至在纳米级精度上进行精密定位的系统及装备,各种大行程精密定位系统应运而生。针对上述情况,在20世纪80年代的中后期,国内外学者相继提出了宏/微双驱动微操作系统的初步想法。经过近20年的探索,不论是从理论论证还是从实际应用的情况,都证明了宏/微双驱动微操作系统在很多方面的性能优于传统的采用单一驱动方式的微操作系统。目前它是实现大行程、高精度定(此处忽略..)位的一种有效手段。本文在检索大量的相关文献资料的基础上,致力于基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究。利用步进电机和丝杠机构的行程大、驱动力大等特点构成微操作系统的宏动部分;而微操作系统的微动部分采用了由压电陶瓷(PZT)这样的响应速度快、精度高、无摩擦等特点制作的压电驱动器来构成。微操作系统既实现了大行程、快速定位、又达到了微米级的定位精度。本文认真地研究了基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的宏动和微动部分的机械设计及构成,以(本文此处忽略..)及它们的电子控制部分的详细设计与建模分析。同时针对目前很多宏/微双驱动微操作系统的协调控制难的问题,提出了利用机器视觉来协调宏动和微动的各自控制部分。首先,由视觉伺服控制程序动态跟踪和识别出末端执行器的位置以及目标点的位置;然后将微操作系统的末端执行工具与目标点的距离作为控制阈值。如果距离大于阈值,则启动宏动驱动器进行驱动和控制定位;如果距离小于阈值,则启动压电驱动器进行驱动和控制定位。本文最后以生物工程中的细胞抓取为应用背景,设(此处忽略..)计了针对细胞操作的机器视觉系统,并对相关的各项关键技术进行了系统深人的研究。由于将宏/微双驱动微操作系统与采用基于图像模式的视觉伺服控制系统相结合,提高了微操作系统的移动速度,加大了操作空间,并且具有了较好的控制精度,解决了实际工程中遇到的移动位移小、定位精度低以及控制难等问题。最后以生物工程中的细胞抓取操作为例,对微操作系统的硬件和软件系统进行整体的系统测试。测试表明:系统的识别、跟踪、定位及控制都达到了预期的目的。本文研究的基(此处忽略..)于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统能够满足大多数的微操作要求,具有较好的操作空间(8mm×10mm×8mm),平面识别定位精度为1μm,稳定定位时间小于40s。同时,研究的基于运动估计和图像匹配的视觉伺服跟踪算法的识别速度较传统的视觉伺服跟踪算法提高了一个数量级,实现了实时动态跟踪和识别定位;并且利用此视觉伺服控制程序较好地解决了宏/微双驱动微操作系统中普遍存在的宏/微双驱动各自控制部分和整体的协调控制问题。
以上为本篇毕业论文范文
基于机器视觉的宏/微双驱动微操作系统的研究
的介绍部分。
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