MEMS微結(jié)構(gòu)平面運(yùn)動(dòng)測(cè)量方法的研究.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)由微電子和機(jī)械元件組成，其運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試是MEMS設(shè)計(jì)、仿真、制造及產(chǎn)品質(zhì)量控制和性能評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，平面運(yùn)動(dòng)測(cè)試是MEMS微結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試的重要組成部分。提高平面運(yùn)動(dòng)測(cè)試的精度是MEMS三維運(yùn)動(dòng)特性精確表征的前提，對(duì)于材料特性和機(jī)械力學(xué)參數(shù)的精確測(cè)量具有重要意義。論文基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)提高M(jìn)EMS平面運(yùn)動(dòng)測(cè)量分辨力的方法展開研究。研究?jī)?nèi)容主要包括： 1.在系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外MEMS平面運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試技術(shù)的研究

2、現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出MEMS剛性平移、旋轉(zhuǎn)角度和區(qū)域變形的測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)幅度、旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量以及區(qū)域變形信息的提取。 2.提出一種綜合了模糊集圖像增強(qiáng)技術(shù)、分形插值和小波變換的邊緣檢測(cè)方法。在連續(xù)光照明條件下，實(shí)現(xiàn)MEMS平面運(yùn)動(dòng)幅值的亞像素分辨力測(cè)量。通過分形插值技術(shù)重建運(yùn)動(dòng)模糊圖像的邊緣細(xì)節(jié)，應(yīng)用小波變換的邊緣檢測(cè)方法測(cè)量MEMS微結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)幅值，提高測(cè)量重復(fù)性。 3.將塊匹配最優(yōu)根值法和相位相關(guān)擬

3、合法應(yīng)用于MEMS平面剛性位移測(cè)量，對(duì)MEMS平面運(yùn)動(dòng)的時(shí)域和頻域測(cè)量方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析。利用灰度補(bǔ)償減少塊匹配算法對(duì)由于灰度變化所引起的誤差，通過誤差補(bǔ)償減小相關(guān)擬合算法的測(cè)量誤差。 4.依據(jù)剛體運(yùn)動(dòng)質(zhì)心不變的原理，提出一種采用圖像孤立特征結(jié)構(gòu)的質(zhì)心連線旋轉(zhuǎn)角度來表征圖像旋轉(zhuǎn)角度的方法，并將此方法應(yīng)用到MEMS的旋轉(zhuǎn)角度測(cè)試中，提高旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量分辨力。 5.在相關(guān)擬合方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合Newton-Raphson迭代