基于光流技術的MEMS平面微運動特性的測量.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)從研究階段逐漸步入產業(yè)化階段,對測試技術的需求越來越迫切,特別是MEMS動態(tài)測試技術,因其能夠測量MEMS三維運動,分析MEMS動態(tài)特性、材料特性以及機械力學參數(shù)等關鍵數(shù)據(jù),已成為MEMS測試技術的重要組成部分.而研究如何在MEMS運動過程中記錄瞬間運動狀態(tài),并恢復MEMS面內的運動歷程,則是MEMS動態(tài)測試技術實現(xiàn)平面微運動測量的關鍵. 論文基于光流技術,對MEMS動態(tài)特性中的平面微運動特性的測量開展

2、了研究,主要工作包括以下幾個方面: 1.系統(tǒng)地調研和分析了微機電系統(tǒng)、微機電系統(tǒng)測試技術及微機電系統(tǒng)平面動態(tài)特性測試技術的研究現(xiàn)狀、應用領域和發(fā)展趨勢,說明了MEMS動態(tài)測試技術的重要性和對其開展研究的必要性； 2.引進了光流技術,比較了光流場與二維運動矢量場之間的聯(lián)系和區(qū)別,并通過討論光流場估值中存在的問題,提出了幾種典型的光流場估計算法； 3.基于MEMS平面運動測試系統(tǒng),采集到高速運動的MEMS器件不同相位

3、對應的清晰圖像序列,利用光流技術對特定驅動頻率下采集到的圖像序列進行分析.提出基于鄰域優(yōu)化算法和置信點光流約束算法分別分析MEMS器件的平面運動歷程,并在置信點光流約束法的基礎上,又分別提出了置信點約束的全局方法和置信點約束的最小二乘法,充分利用它們各自的優(yōu)點,可以得到既致密又魯棒的光流場,實現(xiàn)MEMS平面內的平動測量,從而提取器件的運動特性參數(shù)； 4.用已提出的算法,進行了模擬實驗和應用在實際MEMS器件中的實驗. 分