通过显微图像特征抽取获得微操作目标纵向信息

工作于生物显微镜下的微操作机器人系统,是完成对生物细胞显微操作的专用操作系 统．由于各种原因,常规的反馈定位控制难以实现．系统中惟一可以利用的信息是由CCD摄 像机获得的显微平面图像,目标的纵向信息难以获得．本文提出了一种基于系列显微图像频 率特性比较的分析方法,完成对微操作系统中各目标体的纵向位置信息的获取,为本系统的 标定工作和位置控制的实现奠定了基础．     

嵌入式视频显微镜自动调焦控制系统设计

针对视频显微镜手动调焦效率低、精度差、难以得到最佳显微图像的现状,设计了一种基于嵌入式开发和Matlab数字图像处理的自动调焦控制系统.通过在显微镜调焦、变倍手轮和光照调节处添加精密传动机构,并由单片机电路控制部分实现计数脉冲的获取和电机的控制;所获序列显微图像经电荷耦合器件(CCD)镜头传至PC系统,并由Matlab图像处理软件对其进行清晰度判定,结合设计的取均值约束二次调焦的变步长自动搜索算法,以寻找最清晰显微图像,从而完成自动调焦.实验表明:系统可完全取代传统手动调焦操作,且精度更高,在细分驱动条件下,调焦和变倍过程的最小精度可达到1μm.     

基于SLM显微立体视觉模型的3D微定位研究

基于体视显微镜(Stereolightmicroscope,SLM)的显微立体视觉已经在微操作领域应用。本文研究了基于SLM显微立体视觉模型的微操作系统中的三维微观定位问题。通过对SLM双光路的分析,给出了描述二维图像空间和三维物空间映射的弱非线性显微立体视觉模型。采用立体匹配算法和目标识别两种方式对运动图像序列中的目标对象进行捕捉,可以批量给出立体图像中相关点的坐标。利用显微立体视觉理论模型和显微图像处理实现了微操作系统中的微观3D定位。     

一种基于显微多光谱宫颈细胞图像自动分割方法

介绍了一种基于多光谱宫颈显微图像自动分割方法。细胞涂片每一个局部区域经过显微镜放大后再通过电调谐光器件分别取出不同光谱波段的图像，经过CCD送入计算机后得到该视场分析所需的多光谱图像。从所获得的多光谱图像中选择一定的波段图像对数变换相除、多阈值分割和形态学操作，最后获得宫颈细胞的胞浆和胞核覆盖层。本文首次将多光谱分析应用到宫颈显微图像分割中，具有分割准确、分割速度快、能够去除胞浆重叠和受外界干扰少的特点。     

基于RSSI距离修正的WSNs定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)易受外界因素影响,导致三边定位的锚圆不能相交的情况,提出了一种接收信号强度指示(RSSI)距离修正定位算法。通过对锚圆半径进行修正,形成3个锚圆相交的区域,然后用加权定位法对未知节点进行准确定位。仿真和实验结果表明:在6 m×10 m的区域范围内,该算法的平均定位误差为0.62 m,和其他定位方法相比,有更好的定位精度。     

微操作机器人

南开大学研制的“面向生物医学工程的微操作机器人系统”以一台倒置显微镜为主体,配置了左右两个可握持工具进行空间三自由度运动的机械臂,一个平面两自由度可控平台和一个自动调焦系统。系统可在显微视觉引导下,由计算机控制,双臂协调自动或半自动操作。它的功能覆盖了生物     

无线传感器网络中APIT-HR定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)中近似四面体内点(APIT)质心定位算法计算复杂度高、定位精度差的问题,提出一种基于RSSI值折半的APIT (APIT-HR)质心定位算法.该算法以未知节点与三角形中的两个锚节点同时感知第三个锚节点的RSSI值进行比较并确定未知节点的存在区域,再以该区域质心作为定位结果.以面积规则和圆交域质心法改善APIT算法中存在的一些缺陷.仿真实验表明:相对于原始的APIT质心定位算法,APIT-HR算法降低了计算复杂度,提高了定位覆盖率和定位精度,定位误差缩小了22.8％.     

微驱动机器人系统简介

南开大学计算机系机器人实验室建立的微驱动机器人系统(Micro-Driven Robot System)是一个用于显微作业的机器人系统。此系统的基座部分为一倒置显微镜,配备了三自由度的机器人操作手和二自由度的电动载物台以及CCD摄像机和激光测距系统。CCD摄像机、载物台、机器人操作手与显微镜集成为一体,由一台486微机统一控制和管理。CCD摄像机和附带的图像处理系统取代了人眼睛借助目镜对载物台及操作对象的观察和测量。为完成纵向深度的测量,系统配备了氨氖激光器和线阵CCD摄像头。当操作器具与载物台或操作对象的距离很小时,入射激光产生衍射,线阵CCD接收衍射条纹,分析可得到缝隙的距离。计算机对载物台及机器人操作手的运动控制取代了人左右手的操作。目前这一系统已用于生物工程中的基因切割和注射作业。     

基于RSSI的WSNs加权质心定位算法的改进

针对无线传感器网络(WSNs)定位算法定位精度不高的问题,提出了一种基于RSSI测距的质心(Centroid)算法和加权质心(W-Centroid)定位算法相结合的新的定位方法WR-Centroid.该算法主要通过RSSI测距得出4个参考节点到未知节点的距离,再任选3个距离为半径,以相应的参考节点为圆心画圆得到3个圆的交叠区域,构成一个三角形,求出这个三角形的质心.依照这种方法,求得4个质心坐标,利用加权质心定位算法求出未知节点的坐标.仿真结果表明:该算法比加权质心定位算法精度有很大的提高.     

基于PDA的血细胞自动计数系统的研究

为克服现有血细胞计数仪结构复杂、体积大的缺点,介绍了一种基于个人数字助理(PDA)的便携式血细胞自动计数系统.本系统具有操作简便、体积小、准确度高等优点,能够满足野外血细胞计数检验的需要.系统包括显微镜、CCD摄像头、PDA,并采用eVC++4.0编程,实现了WIN CE操作系统下细胞图片的实时观察与处理,直接获得细胞...     

显微图象中目标对象的边缘提取研究

研究了显微图象中目标对象边缘的提取，提出了一种新方法．该方法分三步进行，首先识别目标对象，并与背景区分开，然后滤除误识别象素和脏点，最后提取目标对象的边缘。使用最优颜色通道识别显微图象中的目标对象，动态的调节识别阈值，减少了误识别象素的数量，对残存的误识别象素和脏点采用面积滤波的方式去除，进一步提高边缘提取的效果。试验结果表明，采用本文的方法提取目标对象的边缘优于已有的熵算符法提取的结果。     

生命有大美而不言——浅析生命微观意象艺术中的装饰语言

“生命微观意象艺术”是上海中医药大学匡调元教授于2007年6月提出的一个崭新的概念．将肉眼看不到的微观结构（气血、组织、细胞、津液、分子等）通过“意象”以写意和点彩的手法转变为可观的绘画形式,运用丰富而又和谐的装饰语言将身心深处的美感呈现出来。     

医学显微图像识别与分析

随着生物医学的发展,医学已经从组织、器官的研究进入到显微细胞阶段,因此医学显微图像技术已经十分成熟,在医学领域的应用也越来越广泛。目前医学中常使用的医学显微图像多为细胞显微图像,通过对病变细胞显微图像的识别和分析来诊断疾病,诊断率较高。而能够准确的识别显微图像,选择合理的分割方法至关重要。本文简要的为大家介绍医学显微图像常用的分割方法。     

显微图象中目标对象的识别

研究了显微图象中目标对象的识别问题。首先比较了显微图象和宏观图象之间的区别,总结了大部分显微图象具有的一般特征,讨论了宏观图象处理方法用于显微图象时存在的缺陷。然后提出了一种目标对象识别的新方法,该方法利用最优颜色通道识别显微图象中的目标对象,动态地调节识别阈值,减少了误识别象素的数量。对残存的误识别象素和脏点象素采用面积滤波的方式去除,进一步提高识别的效果。该文通过实验,识别了几种显微图象中的目标对象,实验发现,使用这一方法不仅能够提取背景中的目标对象,还可以大量减少误识别象素和脏点象素,说明该方法用于显微图象中目标对象的识别具有一定的优点。     

基于特征块的细胞核提取方法

提取细胞核图像是定量分析有核细胞形态的重要前提．该文针对血液显微图像中细胞核的颜色不均匀性，仿照人的视觉以整体的综合特征为主导的识别原理，提出了一种基于特征块的细胞核自适应提取方法．首先寻找条件比较典型的细胞核特征块，然后进行块生长，找出其余的内部块和边界块，从而获得整个细胞核区域．基于特征块的细胞核提取方法可以适应多种情况，能够快速、准确和完整地提取细胞核．     

基于Agent的交通微观模拟

Agent技术是一种新兴的模拟技术,也是面向对象技术的延伸和扩展。该技术已在许多领域中得到了广泛的应用。在城市交通微观模拟中,Agent技术同样发挥了巨大的作用。文章便通过实例介绍了利用Agent技术构建交通微观模拟的过程,并着重叙述了Agent技术在微观模拟中的优势。同时,在Agent的决策过程中应用了模糊控制技术,使Agent个体模拟人类的思维决策,从而使整个模拟系统更加贴近现实世界的交通系统。     

微装配中零部件搜索方法

针对如何快速且准确地在微装配的显微视野中寻找到目标零部件,并获取目标零部件的全局视觉信息的问题,提出了一种基于显微视觉倍率切换的微装配零部件搜索机制.详细分析了如何确定自动搜索步长;论述了自动搜索策略的原理与过程:通过自动扫描目标平面,以准确识别出目标平面内的微零部件,有效地克服了大范围微装配中显微视觉范围远小于操作域的局限性,保证了微装配零部件目标始终呈现在不同显微倍率视野中,为微装配机器人的进一步操作奠定了视觉基础.实验结果表明:提出的搜索方法搜索成功率达到了95％,平均搜索时间为28 s.     

微观交通仿真系统碰撞检测模块设计方法

为了避免在微观交通仿真系统中出现穿透现象,设计了适合微观交通仿真系统的坐标系,建立了系统中主要实体的空间几何等效体,提出了筛选式的检测过程,详细分析了不同实体间的碰撞检测算法,使系统仿真的真实感和实时性得到了较大的提高。     

光照鲁棒的模糊C均值聚类显微图像分割

传统的模糊C均值FCM聚类图像分割算法在显微图像分割中由于没有考虑光照不均匀的影响而降低了分割的效果,为此,提出了一种光照鲁棒的FCM显微图像分割算法。该算法用正交基函数的线性组合模拟不均匀光照,并引入到FCM算法的目标函数中,进行图像的模糊分割。算法不仅降低了非均匀光照对分割效果的影响,还可以同步估计不均匀光照场。实验结果表明,该方法非常有效。     

宏微结合的多机械手微装配机器人系统

为解决复杂组件装配中存在的并行操作、空间操作和多操作对象的难题,研制了一套基于显微视觉伺服的多机械手微装配机器人系统.该系统有6个机械手,每个机械手都由宏动模块、微动模块和末端夹持器组成.分别针对5种不同结构类型的零件,设计了5种异形零件夹持器.通过给镜头配置高精度的位移平台,实现了在30 mm×30 mm×30 mm的大操作空间内2μm精度的在线检测,可实现±9μm的装配精度.通过显微视觉反馈和力觉反馈相结合的策略,设计了过盈配合件的装配方法.使用该微装配机器人开展了微装配实验,实验结果表明该微装配机器人系统是可行的,基本能实现既定的装配要求.