从平面显微图像中提取三维位置反馈信息方法的研究

针对微操作机器人的结构特点和工作环境,提出了一种基于边缘孔径细光束照明原理的纵向定位新方法.即使用两束对称的不同颜色轴外光照明,可以直接从显微图像中得到离焦量和离焦方向.这种方法具有操作简单、计算量小等特点,定位精度达到1μm.本文给出这种方法的理论推导和实验结果.     

微操作机器人显微视觉系统若干问题

显微视觉系统是微操作机器人不可缺少的组成部分.近年来,随着显微技术的不断成熟,显微视觉系统的研究已经成为国内外在微操作领域的研究热点.本文着重介绍了微操作机器人显微视觉系统的研究意义,总结了现阶段国内外的研究现状,提出了显微视觉系统亟待解决的一些关键问题,并对这些关键问题的解决方案进行了探讨. 同时,对显微视觉系统的发展前景和方向进行了展望.     

拟实环境辅助微操作工具Z方向定位研究

针对微操作系统中微操作工具相对于被操作对象Z方向精确定位难问题,提出了利用拟实环境辅助定位的方法,将定位问题转化为如何确定模糊图像模糊度问题。首先在拟实环境中精确定位,在实际操作中由高精度步进电机直接驱动操作臂使微操作工具到达被操作对象所处焦平面,既克服了“爬山”现象对定位精度的影响,又不受物镜景深的限制。     

生物显微切割微操作仪的设计与研制

设计了一种能够自动、快速、精确地分离和提取指定细胞群或单个细胞的微操作机器人系统,研制了基于功率超声振动原理的微切割工具(其切割频率在15~50 kHz,振动幅值在0~1 μm可调)和真空吸附式微拾取工具(压力可在0~0.5 MPa精确控制),应用人体肝脏组织5 μm厚病理石蜡切片进行了显微切割的实验。实验结果证明了超声振动式切割工具对组织无伤害,真空吸附工具收集样品有效且整体系统适应于生物工程中微切割操作的实验需求,具有较高的可靠性、稳定性和准确性。     

显微细胞的图像分析技术

目前图像处理技术在细胞定量分析研究工作中起着重要作用，随着计算机技术的快速发展，图像处理技术也有了很大的进步，专门用于显微细胞病理判断的图像处理技术也得到很大提高。介绍了显微细胞图像分析系统的研究现状、基本结构和基本方法，并对今后的发展与应用作出了展望。     

人工关节磨屑的显微单视图深度估计方法研究

传统单视图三维重建方法不能满足人工关节磨屑三维信息提取要求,为提高重建精度,提出一种基于SA-UNet网络的人工关节磨屑显微单视图深度估计方法,实现从单一视图下磨屑三维信息的快速获取。该方法首先构建一个融合自注意力机制的U-Net深度估计网络,然后使用光学显微镜和激光共聚焦显微镜分别收集磨屑的二维图像和深度图,再通过图像语义分割提取目标磨屑区域,消除图像背景的干扰,最后利用透视变换使二维图像和深度图相对应,获得训练样本。采用该方法对TC4材料磨屑显微单视图进行深度估计,以激光共聚焦显微镜的三维信息作为参考。结果表明,该方法预测深度的平均相对误差为7.35%,均方根相对误差为3.93,效果优于U-Net、BTS和ACAN。     

微操作中球基对象的近场声悬浮与旋转驱动研究

针对微操作中圆球类对象的悬浮与操纵问题,从推导圆球的超声波近场声悬浮高度公式入手,确定了影响悬浮高度的主要因素。制作了带有凹球面工具端的专用换能器,实现了圆球的近场声悬浮。进而构建偏心式气动驱动系统,进行了转速与气压、偏心距、悬浮高度及扰动关系的实验。结果表明：出气孔气压是影响转速的主要因素,而偏心距对转速的影响较小;随着悬浮圆球转速增加,悬浮高度降低,扰动加大。     

扫描多光谱显微图像的重构及处理

本文介绍了一种新的显微成像一扫描多光谱显微成像的基本原理,着重描述了显微成像中多光谱图像的特点以及图像的获取和重构方法,最后介绍了系统软件的编程。     

基于Kinect深度图像信息的人体运动检测

人体运动检测是计算机视觉人体运动分析的关键环节。根据Kinect深度图像的特点,引入并改进Vi Be算法处理深度图像进行人体运动检测。考虑到深度图像中地面像素值连续性造成的地面附近运动检测困难,提出了一种自适应的图像分层处理和不同邻域模式的建模方式,增加了去除"鬼影"现象的参考模型。像素分类时增加了前景点检验步骤,通过当前像素与参考模型的比较消除"鬼影"。在模型更新方面增加了基于前景点的背景模型更新策略,解决了"黑影"现象问题。采用阈值法对分类结果进行了误检点消噪处理。实验结果表明所提出的改进Vi Be算法能够比较准确地检测出人体运动。     

数字化显微图像分析检测系统的设计研究

传统光学显微图像观测通过计算机硬件和软件技术的实现光电－数字化,是显微图像分析技术在信号化时代的升级换代,本文阐述实现数字显微图像技术跃变过程中若干重要的设计研究问题,包括图像的光电转换,图像处理,静态观测,活态观测和动力学观测,通用和特殊图像处理方法,若干专用显微图像信息处理技术等,并介绍所取得的成果。     

显微图像在乳状液稳定性研究中的应用

报道了显微图像在乳状液稳定性研究中的几个应用实例。利用光学显微镜——摄像——录像——计算机图像采集、处理集成系统，可实现对乳状液界面结构，液珠大小及其分布，液珠运动和聚并的动态过程进行实时观测、录像、图像采集和处理。这种显微图像装置在乳状液稳定性研究领域有广阔的应用前景。     

一种用于植物细胞的显微图像处理系统

介绍了一种用于处理植物细胞的显微图像处理系统。提出了一种利用自主开发的CMOS图像传感器系统在显微镜上对细胞图像的视频采集、图像捕捉以及图像处理的新方法。实验表明，该系统在显微细胞的图像处理上具有广阔的应用前景。     

微热管内壁微结构电化学加工机床控制系统

内表面具有大量非连续强化传热微结构的微热管,因传热性能突出而成为新型微电子器件散热的关键零件。针对微热管内表面非连续微结构加工中的技术难题,提出基于变截面多线螺旋电极的微细电解加工新方法,并自主研制了一台利用Lab VIEW进行运动控制的微细电解加工机床。介绍了机床的结构、原理、控制系统硬件设计和软件设计。该微细电解加工机床可实现套筒类金属零件的内表面微结构低成本、高效率、高表面质量的电解加工成型。     

漂浮基空间机械臂动力学问题研究进展

空间机械臂的载体处于自由漂浮状态,载体与机械臂之间存在运动学与动力学耦合行为,导致其运动学、动力学分析与控制比地面机械臂复杂得多,而建立精确的动力学模型和高效的控制策略是空间机械臂研究的重点与难点。对空间机械臂动力学建模方法及精细动力学建模进行了详细综述;总结了姿态调整运动规划、非完整路径规划及避奇异位形路径规划等运动规划方法;概述了空间机械臂捕获目标过程的碰撞动力学建模和控制策略研究。在此基础上指出了当前空间机械臂在动力学建模与控制方面存在的问题与不足,并对有待于进一步研究的若干问题进行了展望。     

机器人轨迹规划算法的两种应用方法

为了解决工业机器人的运动平稳性问题以及提高其性能,基于轨迹规划算法提出了两种具体应用方法,即基于时间分割与基于位移分割法。分析了轨迹规划中的约束,介绍并比较了两种方法,采用梯形曲线仿真实验证明两方法,从3个方面比较二者的优缺点,说明可用来满足不同规划要求。     

一种图像信息处理机的图像预处理方法

针对图像信息处理机信号进行图像处理,相比于传统的图像预处理技术,提出了一种新的通过阈值去噪及基于八连通域和链码跟踪的边缘检测的图像处理方法,该算法可以进一步改善图像处理效果,提高了边缘检测的质量,有利于后续处理如性能评估等。     

Method of directed enumeration of alternatives in the problem of automatic recognition of half-tone images

The problem of automatic recognition of half-tone images based on the minimum information discrimination principle is formulated and solved. A method of directed enumeration of the set of alternatives in the Kullback-Leibler information metric is proposed as opposed to the method of complete enumeration of competing hypotheses. A program and results of an experimental study of the method are presented. It is shown that the proposed algorithm is characterized by increased accuracy and reliability of automatic image recognition.     

一种衡量中小制造企业管理信息质量的方法

管理信息质量对于中小制造企业而言至关重要,然而一直缺乏完善的衡量和改进的方法。为此,提出了一种基于活动的方法用来支持管理信息质量的评价,该方法包括一个基于活动特征和时序的指标体系、一套衡量和改进管理信息质量的步骤和一组能够实现从企业绩效目标到活动性能指标映射的量化模型。最后,通过应用实例加以验证。