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随着微操作研究的不断发展和深入,多目标操作和批量目标操作已逐渐成为微操作的研究热点。本文以满足批量目标微操作研究的需求为目的,对原有MR04微操作机器人系统进行改造,包括硬件的改进和显微视觉系统的完善,从而建立了微操作机器人全自动微操作平台,为今后进行批量目标微操作研究奠定了基础。
硬件改进主要是利用USB接口芯片FX2LP连接多轴控制板与上位机,通过FX2LP硬件、固件和上位机接口设计,实现了多轴控制板与上位机的USB总线数据通信,并在此基础上实现了多轴控制程序,提高了上、下位机数据传输的质量。
显微视觉系统的完善主要实现了显微视野变换的两项关键支撑技术——自动调焦和物镜自动转换。本文提出了改进的归一化方差测度,实现了在线的自动调焦功能。同时,通过大量实验测定,实现了物镜自动转换以及物镜归零功能,并利用物镜自动转换辅助自动调焦过程,提高了自动调焦的搜索效率。
最后,通过基于全局视野的微操作工具画圆实验,验证了本文硬件改进的良好的可靠性和可重复性;通过构建具有分层递阶结构的全局视野实验,验证了本文显微视觉系统完善的可行性和有效性。