微操作系統(tǒng)的機(jī)器視覺與無標(biāo)定視覺伺服研究.pdf

1、最新的技術(shù)正在向宏觀和微觀兩個(gè)方向發(fā)展:一方面,我們已經(jīng)可以跨出地球,可以探測(cè)幾百億光年外的宇宙深處;另一方面,我們可以排列單個(gè)原子,可以設(shè)計(jì)在血管里運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。而微操作機(jī)器人正是微觀領(lǐng)域最前沿的技術(shù)之一。微操作任務(wù)存在著工作空間小、操作目標(biāo)小且易碎(或易變形),設(shè)備精度不足等種種限制,但是卻要求高精度、高重復(fù)度和高可靠性,尤其是在自動(dòng)或者半自動(dòng)的系統(tǒng)中。由于微操作環(huán)境和操作對(duì)象的特殊性,使得微操作機(jī)器人的研究有常規(guī)尺度下所沒有的特殊

2、問題,因此需要研究特定的方法來解決這些問題。
　　本文首先對(duì)顯微視覺、視覺伺服和微操作機(jī)器人三個(gè)方面進(jìn)行了綜述,介紹了研究趨勢(shì)和最新成果。然后對(duì)相關(guān)的建模方法進(jìn)行了論述,為本文的研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　顯微視覺下的對(duì)象往往有著不同的顏色,這個(gè)特性可以用于區(qū)分這些對(duì)象,但是由于顯微視覺采用外置冷光源,對(duì)目標(biāo)顏色影響較大。因此本文提出了一種基于IHLS(ImprovedHue-Lumination-Saturation,

3、增強(qiáng)的色調(diào)-光度-飽和度)顏色空間的密度聚類分割方法。該方法可以解決現(xiàn)有機(jī)器視覺顏色空間中存在的非一致性問題,減小外界光源的影響,在分割速度和準(zhǔn)確度方面也有很大的提升。
　　現(xiàn)有的顯微多目標(biāo)識(shí)別對(duì)于所有目標(biāo)采用統(tǒng)一的識(shí)別方法,時(shí)間消耗較大,識(shí)別率不高。本文針對(duì)常規(guī)ICF(InertialConfinementFusion,慣性約束聚變)靶裝配任務(wù)中的壓電陶瓷雙晶片微夾持器、柱腔、靶球和真空吸附微夾持器四種不同類型目標(biāo)分別設(shè)計(jì)了不同

4、的識(shí)別算法,在定位精度和實(shí)時(shí)性上均取得了較好的效果。
　　視覺伺服是機(jī)器人領(lǐng)域最前沿的研究?jī)?nèi)容之一,尤其是在很難得到機(jī)械手與視覺系統(tǒng)精確數(shù)學(xué)模型的情況下的無標(biāo)定視覺伺服。鑒于目前在線估計(jì)方法不夠準(zhǔn)確,離線估計(jì)方法適應(yīng)性不好,本文提出了一種基于增量支持向量回歸的圖像雅可比矩陣在線辨識(shí)方法,和相應(yīng)的自適應(yīng)切換策略,達(dá)到了很好的實(shí)用效果。
　　最后,本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)微操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),該系統(tǒng)由高精度微動(dòng)平臺(tái)、高清攝像機(jī)、壓電陶瓷