导读:本文包含了微操作系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:操作,机械手,动力学,操作系统,视觉,操作手,卷积。
微操作系统论文文献综述
吴云飞,陈国良,徐扬[1]（2018）在《面向微操作的显微视觉系统自动聚焦优化算法》一文中研究指出研究了面向微操作的显微视觉系统自动聚焦评价函数和聚焦控制策略;首先,分析显微图像特点并做预处理;接着引入像素相关性指标,并结合梯度函数形成一种新的图形清晰度评价函数,改善了函数的灵敏度和抗噪性;最后对传统爬山算法进行改进,在粗调阶段以大步长搜索并用曲线拟合的方法快速定位到峰值点附近,精调阶段以小步长搜索到评价函数值下降点即可准确定位到焦平面,该算法避免了复杂的阈值设定问题,与传统爬山法相比,在一定程度上提高了聚焦速度,并大幅提高了聚焦成功率。(本文来源于《计算机测量与控制》期刊2018年10期）
梁毕辉[2]（2018）在《基于体视微操作系统的标定及伺服控制研究》一文中研究指出科学技术不断发展进步,人类对微观领域的研究不断深入,微操作系统作为一种重要的研究工具越来越广泛地应用于该领域的研究中。所谓微操作,即通过某种控制手段对微米级以及更小尺寸量级的目标微物体进行移动,装配,定位等一系列操作的行为,而完成整套操作任务的设备统称为微操作系统。现如今,随着生物医学、微电子、纳米科技等领域地发展日渐成熟,对微操作系统的要求越来越高。为了满足需求,将微操作平台与机器视觉结合构成了基于双目视觉的微操作伺服控制系统。该系统拥有完善的自动控制反馈环节并可以与外界环境进行智能的信息交换,是如今微操作领域研究的重点课题。本文围绕微操作系统的伺服控制问题进行了整体系统规划,主要包括:显微视觉模块、运动控制模块,并针对这两大模块进行了重点研究。基于体式微操作系统伺服控制主要包括:显微系统下双目摄像机标定、微操作系统的全局标定、图像校正与立体匹配、伺服定位与控制。首先,针对显微系统复杂的光路关系,本文分析了光学显微镜的成像模型,并提出了一种适用于体视显微镜的摄像机标定模型。并推导出显微下双目摄像机标定的内外参数及畸变参数的求解方法,提出了优化模型。在VS2010编译环境下调用OpenCV相关数据库进行标定实验,验证了所提模型算法的实用性。然后,针对在微操作系统复杂环境下如何准确获取目标微物体位置信息的问题,在完成显微系统双目视觉标定的前提下,结合宏观机械手Eye-in-Hand系统理论,提出了微操作系统的全局标定策略,并对目标进行立体匹配获取目标的特征信息。然后设计了伺服控制器并用李雅普诺夫方法验证了控制器的稳定性。最后搭建了微动平台,分别完成了微操作系统全局标定实验与极限校正实验。然后在VC++编译环境中编写了MFC控制界面,读取之前实验获得的参数信息(包括:摄像机标定参数、系统标定参数、微物体特征信息和位置信息等)完成对微物体的伺服定位及控制实验。实验表明,体式微操作伺服控制系统具有精度高,对环境具有较强适应力等优点,能够满足微操作领域研究的需要,有很好的实用性。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
彭刚,杨诗琪,黄心汉,苏豪[3]（2018）在《改进的基于区域卷积神经网络的微操作系统目标检测方法》一文中研究指出传统的目标检测方法不能有效检测微操作系统中部分受遮挡或多种姿态的目标,因此文中采用改进的基于区域卷积神经网络的Faster-RCNN检测算法,用于微操作系统中部分受遮挡或多种姿态的目标检测.在原始Faster-RCNN的基础上,使用在图像分类任务中性能优越的深度残差网络作为检测算法的主框架,并且引入防止正负样本不均衡的在线困难样本挖掘策略以提高网络性能.实验表明,这种改进的基于区域卷积神经网络方法能有效识别部分受遮挡和不同姿态的目标,相比传统方法,文中方法对环境适应性更强,速度更快,具有实际应用价值.(本文来源于《模式识别与人工智能》期刊2018年02期）
虞启凯[4]（2017）在《双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究》一文中研究指出主-从双向伺服遥微操作在微操作/微装配领域有着广泛的应用,如在微/纳米机械、基因工程、微创手术、植物农产品配育种、光纤对接等领域。本文针对遥微操作应用需求,研究设计一套双手主从式带有力反馈的遥微操作系统的试验平台,并辅以双目视觉系统完成遥微操作。课题主要从系统总体方案、多自由度手控器设计和分析、集成微力传感的微夹持器的研制、主从遥微操作控制方法以及平台搭建与试验验证等方面展开研究。在手控器的设计中,根据人行为习惯与功能分配,双手采用不同方案。其中主左手是叁维平动机构,对其进行运动学、力传递能力展开分析;主右手采用六自由度串并联复合机构,对主右手的操作空间大小、力传递能力以及综合性能指标进行分析,并以此进行优化设计。另外,对主右手的运动学标定方法进行研究,分析末端位置误差及其几何误差源,采用矢量链法构建相关映射误差模型,提出误差补偿方案。为了实现微操作过程中的反馈力检测,设计并研制一种叁维集成力传感的微夹持器。其中包括微夹持器的结构设计、参数优化分析、有限元分析以及微力传感标定试验和微操作试验。主-从双向控制技术是遥微操作中关键技术之一,正向从手位置精确跟踪采用滑模控制方法,并设计非线性扰动观测器实现在线估计和补偿不确定性和摩擦等因素引起的干扰,此外还采用饱和函数替换符号函数以削弱观测器输出抖振现象。而对于反向主手反馈力跟踪采用力闭环控制方案;为适应不同操作状态下的模型结构与参数的时变性,各轴则分别采用模糊PID控制方法;另外针对主从异构采用基于RBF神经网络逆系统的解耦方法,建立右主/从手六轴动力学一一对应关系。完成遥微操作试验平台的搭建和相关测控模块的软硬件实现,并对主从双边遥微操作可行性和稳定性进行相关试验验证,结果表明该系统具有良好的位置跟踪和力反馈跟踪;进一步通过操作细轴/孔装配实验,验证了本试验平台正向位置控制与反向力控制方法的正确性与可行性,也验证了操作者在遥微操作中有着良好的力觉临场感。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-10-01）
曾凤[5]（2017）在《基于自适应视觉伺服的细胞微操作自动化系统研究》一文中研究指出细胞微操作是生物医学研究的重要实验手段,广泛应用于药物研发、毒理学研究、辅助生殖、基因工程等实验研究中。传统的手工细胞微操作需要长时间的训练,过程复杂,容易造成操作者疲劳。即使如此,手工操作效率低,没有统一的量化标准,操作精度低,细胞被污染风险高,重复性低,与细胞的快速发育及批量化操作需求相矛盾,因此自动化成为细胞微操作发展的必然趋势。视觉反馈是最易获得、最直接的反馈方式,是自动化系统不可或缺的要素。系统自动化要求视觉算法能快速、准确、实时的进行图像处理。针对以上问题,本文进行了以下研究:首先,研究了适合细胞操作的自动化调焦定位方法。对现有的聚焦算法的准确度和执行时间进行了量化评价,优选出适宜细胞微操作的Brenner聚焦评价函数。利用该函数及自动聚焦搜索策略完成了将细胞自动地、快速地移动至焦平面的实验。自动聚焦的提出降低了细胞微操作系统的复杂性和成本,提高了自动化水平。其次,进行了细胞和注射针自适应地识别和定位的研究。以快速性和准确性为依据,优选出早期胚胎图像处理算法;以细胞操作精细化和安全性为目的,提出了基于凸包检测分裂球识别算法;对细胞操作中的变形进行了视觉处理,为细胞机械性能研究打下了基础。针对光照不均、培养液杂质影响、胚胎个体差异对视觉反馈的不利影响,提出了抗干扰能力强、自适应的细胞定位算法,该算法通过在复杂环境下自动调整图像处理过程的自适应二值化的参数实现。对20个不同环境下的斑马鱼胚胎显微注射实验中的图像进行实时处理,细胞定位成功率达到100%。另外,采用基于模板匹配的算法实现了注射针的准确定位,对16个实时图像的注射针进行了定位实验,验证了该算法的有效性。最后,基于实时图像处理,实现了视觉伺服控制。对14组实际的斑马鱼胚胎进行了软件控制下的自动显微注射实验,成功率为100%。实验结果表明,提出的自调焦定位算法有效,调焦运动稳定、精度高;提出的图像处理算法能准确、实时的定位,自适应性良好,满足细胞微操作的高精度及自动化操作的要求;设计的系统紧凑、自动化程度高,有利于自动化显微操作技术知识产权自主化。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-06-30）
孙定[6]（2017）在《基于毛细作用的微管吞吐型微操作方法及其系统的研究》一文中研究指出“拾取-释放”微操作技术及自装配技术是目前两种常见的微操作技术。“拾取-释放”微操作灵活性及可靠性好,但操作效率低;自装配技术作为一种并行式操作方法,操作效率高,但灵活性及精度较差。随着微机电系统、光学成像、显微医疗等领域的发展,对微操作技术的操作效率及精度的要求越来越高,因此,研究一种兼具操作效率和灵活性的微操作方法具有重要意义。结合“拾取-释放”微操作及自装配技术,本文提出基于毛细作用的微管吞吐型微操作方法,同时兼具“拾取-释放”微操作的灵活性和自装配的高效性,并搭建相应的微操作系统,可对微米级对象(十几至几十微米)进行高效、灵活地操作。首先,理论研究了包括微对象的自动填充、可靠释放及柔性拾取叁个主要过程在内的微操作方法。从流体力学角度分析了相关参数对自动填充效率的影响。对微操作释放及拾取过程进行了力学分析。此外,为了研究液桥毛细作用力对释放及拾取效果的影响,基于Young-Laplace方程,建立了释放及拾取过程的液桥作用模型,并在此基础上进行了释放及拾取过程的仿真分析,获得了释放及拾取过程中的液桥表面轮廓,并分析了毛细力大小的影响因素。其次,研制了包括末端执行器、压强调节单元及振动单元在内的微管吞吐型微操作工具。搭建了包括微操作工具模块、显微视觉反馈模块及运动模块在内的基于毛细作用的微管吞吐型微操作系统。在此基础上,研究了基于显微视觉反馈的微操作控制方法,具体内容包括自动释放及拾取的控制策略、微对象及微操作工具的图像识别和定位、释放及拾取过程中反馈信息的获取,为提高系统的自动化程度提供了理论基础。最后,利用搭建的微操作系统进行了实验研究。自动填充实验表明,自动填充效率受微对象悬浮液浓度及液体挥发性的影响较大;振动单元可有效解决自动填充过程中,由于微对象粘着造成的堵塞问题。释放实验表明,操作工具内外压强差越大、接触角越小,释放成功率越高;综合调节压强差、微管内径及接触角等参数,可获得2.1±0.41μm的释放位置精度。拾取实验表明,采用较小的压强差和较大的接触角,可获得更高的拾取成功率;由于液桥自校准能力,该方法可以实现微对象的错位拾取。此外,进行了显微视觉检测实验,获取释放及拾取过程中的反馈信息,验证了基于显微视觉的控制方法的有效性。最后,通过较为复杂的微球操作实验,验证了微操作方法的可重复性、对不同尺寸微对象的适用性,和微操作系统的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
吴觉士[7]（2016）在《助力机械手提升系统及微操作力控制分析》一文中研究指出本文将详细分析助力机械手提升系统及微操作力控制。(本文来源于《现代制造技术与装备》期刊2016年10期）
杨依领[8]（2016）在《压电迭堆驱动的微操作器系统建模及控制技术研究》一文中研究指出由于人类社会和科学技术中研究对象的不断微细化,微纳操控技术广泛应用于微操作、微装配与微机电技术领域中。作为连接微观系统与宏观系统的核心部件,由压电迭堆微夹持器与微动平台构成的多自由度微操作器在微纳操作任务中具有极其重要的作用。然而,随着微操作器不断向多尺度、柔性化、小型化、高精度和易于控制方向发展,现有的微操作器及控制技术面临众多挑战:1)被操作物体的跨尺度和不规则特征要求微夹持器同时具有行程大、分辨率高、平动夹持、集成传感器和易于控制等优点,而微动平台则需要具有行程大、精度高、自由度多和输出位移解耦等特点。2)压电迭堆致动器的输出位移具有严重的非线性迟滞回环,需要有效补偿迟滞效应并精密控制微动平台的输出位移、微夹持器的输出位移与夹持力。3)对于特定微操作任务,需要将柔顺微夹持器固定在宏动平台上组成宏微夹持系统,以实现操作系统大范围和高精度运动的双重需求。如何有效地探究宏微夹持系统的动力学特性并抑制大范围宏动激起的柔顺微夹持器振动(偏移)一直是亟待解决的难题。针对以上问题,本文设计了由双驱动压电迭堆微夹持器和XY微动平台组成的多自由度微操作器以及包含柔顺压电微夹持器和单自由度宏动平台的宏微夹持系统,重点开展机构静力学与动力学建模、压电迭堆致动器迟滞非线性建模、精密轨迹跟踪控制、宏微夹持系统整体动力学建模以及轨迹规划等方面的研究。通过数值仿真与实验验证相结合,验证了所建模型与提出方法的可行性。论文研究内容分为七章:第一章叙述了论文研究背景及现状。从压电迭堆微操作器系统结构、机构静力学与动力学建模、迟滞非线性建模理论、微纳精密定位控制技术以及大范围宏运动下柔顺机构的振动控制等方面对压电微操作器系统中的关键技术进行阐述。第二章设计了由双驱动压电迭堆微夹持器和XY微动平台构成的多自由度微操作器。采用直圆柔性铰链设计包含桥式放大机构与平行四边形机构、压电迭堆致动器和位置/夹持力应变传感器的双驱动压电迭堆微夹持器。采用混合直圆-叶型柔性铰链设计包含双摇杆机构与平行四边形机构、压电迭堆致动器和激光传感器的XY微动平台。然后使用伪刚体方法建立机构静力学与动力学模型,并通过有限元分析验证系统模型。最后搭建实验系统,分析测试了微夹持器和微动平台的开环特性。第叁章提出微夹持器位置/夹持力同步控制策略。在第二章设计的双驱动压电迭堆微夹持器基础上,对微夹持器机构进行分解,将原来的"单输入-双输出"控制问题变为"双输入-双输出"问题,即在采用非线性模糊控制器(NFL)精密跟踪微夹持器左夹持臂输出位移轨迹的同时,使用PI控制器同步调整微夹持器右夹持臂夹持力,从而实现对微夹持器位置/夹持力轨迹的同步控制。为验证位置/夹持力同步控制策略的可行性,进行了4组典型轨迹(方波、正弦、变幅值、变频率)跟踪控制实验。第四章针对压电迭堆致动器的迟滞非线性问题,构建了一种精确表征非对称迟滞特性的Bouc-Wen模型。采用改进遗传算法对非对称Bouc-Wen迟滞模型参数进行辨识,并开展正弦衰减和任意轨迹的迟滞模型预测实验,验证了非对称Bouc-Wen迟滞模型和参数辨识方法的有效性。第五章研究多自由度微操作器的协同控制问题。在第四章建立的Bouc-Wen迟滞模型基础上,根据辨识得到的Bouc-Wen模型参数设计基于迟滞逆模型的前馈控制器,并在前馈控制器的基础上迭加PI控制器构成复合控制器,实现对微动平台输出位移的精密控制。然后将压电迭堆微夹持器固定安装在微动平台上,开展多自由度微操作器的协同控制。即在使用NFL/PI控制器同步、分阶段地控制压电迭堆微夹持器位置/夹持力轨迹的同时,使用复合控制器对压电迭堆微动平台的输出位移轨迹进行精密跟踪控制,实验结果验证了协同控制策略的可行性和有效性。第六章开展了宏微夹持系统动力学建模及轨迹规划研究。将第二章设计的柔顺微夹持器固定安装于伺服电机驱动的单自由度宏动平台上,构成具有大范围和高精度运动的宏微夹持系统。结合使用伪刚体模型、假设模态法和Lagrange方程建立了宏微夹持系统的整体动力学模型,并通过规划宏运动轨迹初步减小大范围宏运动激起的柔顺微夹持器末端夹持臂的振动(偏移)。为验证动力学模型和轨迹规划策略的有效性,搭建了宏微夹持实验系统,并开展不同宏运动轨迹测试实验。实验结果验证了动力学模型和轨迹规划策略的正确性及有效性。第七章对全文工作进行了归纳总结,并对压电迭堆驱动的微纳操作技术进行了展望。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-06-01）
熊健[9]（2016）在《双控微操作助力机械手控制系统研究》一文中研究指出随着科学技术的发展,机械手技术在工业生产中的应用越来越广泛,如何有效地提高机械手的人机合作以及工作效率始终是研究人员关注的重要内容。本文主要研究助力机械手控制系统,重点探讨一种双控微操作助力机械手控制系统,主要工作内容如下:首先,针对机械手在人机合作方面存在的不足,提出双控操作法,来增强机械手的人机互动性和操作选择性。双控操作方法主要是通过操作手柄和重量控制器实现,手柄操作通过外部微操作力提供搬运负载的运动趋势来控制电机运转;重量控制操作主要是通过外部操作力改变负载的重量来实现电机控制。其中操作者可以根据搬运负载的位置高度和个人需求来灵活选择两种操控方法。其次,以ARM公司的STM32F103系列芯片为主控制器来设计助力机械手控制系统。控制系统采用模块化的思想,把系统划分五个部分:电源模块、主控制器模块、信号采集模块、电机驱动模块以及通信模块;系统以主控制器为核心,实现对各模块控制。系统利用两路A/D模块采集两路外部操作力信号,通过STM32主控制器进行处理分析,向电机驱动模块发送驱动控制指令,实现对电机控制,搬运负载。同时通过通信模块与上位机进行通信,实现对控制系统的实时监控。实验测试结果表明,双控微操作助力机械手控制系统能够很好的实现对物料的搬运工作,并且负载的搬运方向与操作者提供的运动趋势方向一致,负载搬运速度可以达到0.23m/s。同时双控操作法增强了机械手在搬运时的选择性和灵活性,使得机械手能够更好的辅助操作者完成物料搬运工作,减轻劳动力。(本文来源于《长沙理工大学》期刊2016-04-01）
王赟[10]（2016）在《四自由度并联两指微操作系统动力学建模仿真与实验研究》一文中研究指出近几十年来,随着医疗领域及生物工程领域的不断发展壮大,微操作技术越来越受到各方的重视。微操作是指借助电子显微镜等仪器设备实现对1mm以下的物体进行精细的操作和处理,例如,医疗及生物工程领域的科学家需要对生物体细胞作许多微操作,像移动、夹持、切片、穿刺等等,而运用微操作手可方便地实现上述操作,因此微操作手在这些领域中均具有良好的前景和重要的应用价值。本项研究基于直线超声电机的一系列优点,比如运动范围大,响应快,结构紧凑等,以其作为驱动元件,设计和改良了一款四自由度的微操作系统,位移分辨率为96μm,最大输出位移为2mm,可用于细胞及其他微小器件的夹取和移动操作。本项研究对于我国生物工程领域、医学领域以及微纳科学技术领域的发展具有积极的推进作用。本文详细介绍了一种以直线超声电机为驱动元件的四自由度并联两指微操作系统,首先介绍了其结构,阐述了其运动机理;通过ADAMS软件,建立了微操作手的动力学分析模型,进行了动力学仿真,分析得到了该微操作手的一系列运动参数及性能;最后通过实验的方法,对微操作手的性质进行进一步的研究,证明其可用性与实用性,同时对微操作手在使用过程中出现的机械漂移现象加以研究,对其产生原因及如何降低其对抓取和移动的影响作了描述。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
微操作系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
科学技术不断发展进步,人类对微观领域的研究不断深入,微操作系统作为一种重要的研究工具越来越广泛地应用于该领域的研究中。所谓微操作,即通过某种控制手段对微米级以及更小尺寸量级的目标微物体进行移动,装配,定位等一系列操作的行为,而完成整套操作任务的设备统称为微操作系统。现如今,随着生物医学、微电子、纳米科技等领域地发展日渐成熟,对微操作系统的要求越来越高。为了满足需求,将微操作平台与机器视觉结合构成了基于双目视觉的微操作伺服控制系统。该系统拥有完善的自动控制反馈环节并可以与外界环境进行智能的信息交换,是如今微操作领域研究的重点课题。本文围绕微操作系统的伺服控制问题进行了整体系统规划,主要包括:显微视觉模块、运动控制模块,并针对这两大模块进行了重点研究。基于体式微操作系统伺服控制主要包括:显微系统下双目摄像机标定、微操作系统的全局标定、图像校正与立体匹配、伺服定位与控制。首先,针对显微系统复杂的光路关系,本文分析了光学显微镜的成像模型,并提出了一种适用于体视显微镜的摄像机标定模型。并推导出显微下双目摄像机标定的内外参数及畸变参数的求解方法,提出了优化模型。在VS2010编译环境下调用OpenCV相关数据库进行标定实验,验证了所提模型算法的实用性。然后,针对在微操作系统复杂环境下如何准确获取目标微物体位置信息的问题,在完成显微系统双目视觉标定的前提下,结合宏观机械手Eye-in-Hand系统理论,提出了微操作系统的全局标定策略,并对目标进行立体匹配获取目标的特征信息。然后设计了伺服控制器并用李雅普诺夫方法验证了控制器的稳定性。最后搭建了微动平台,分别完成了微操作系统全局标定实验与极限校正实验。然后在VC++编译环境中编写了MFC控制界面,读取之前实验获得的参数信息(包括:摄像机标定参数、系统标定参数、微物体特征信息和位置信息等)完成对微物体的伺服定位及控制实验。实验表明,体式微操作伺服控制系统具有精度高,对环境具有较强适应力等优点,能够满足微操作领域研究的需要,有很好的实用性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微操作系统论文参考文献
[1].吴云飞,陈国良,徐扬.面向微操作的显微视觉系统自动聚焦优化算法[J].计算机测量与控制.2018
[2].梁毕辉.基于体视微操作系统的标定及伺服控制研究[D].燕山大学.2018
[3].彭刚,杨诗琪,黄心汉,苏豪.改进的基于区域卷积神经网络的微操作系统目标检测方法[J].模式识别与人工智能.2018
[4].虞启凯.双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究[D].南京航空航天大学.2017
[5].曾凤.基于自适应视觉伺服的细胞微操作自动化系统研究[D].厦门大学.2017
[6].孙定.基于毛细作用的微管吞吐型微操作方法及其系统的研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[7].吴觉士.助力机械手提升系统及微操作力控制分析[J].现代制造技术与装备.2016
[8].杨依领.压电迭堆驱动的微操作器系统建模及控制技术研究[D].浙江大学.2016
[9].熊健.双控微操作助力机械手控制系统研究[D].长沙理工大学.2016
[10].王赟.四自由度并联两指微操作系统动力学建模仿真与实验研究[D].南京航空航天大学.2016
论文知识图
