數(shù)字化細(xì)胞微注射機(jī)器人顯微視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于在微操作器上安裝傳感器存在困難，在微操作機(jī)器人系統(tǒng)中，顯微圖像被視為唯一的現(xiàn)場(chǎng)信息獲取的來(lái)源。因此，顯微視覺系統(tǒng)的研究成為微操作系統(tǒng)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。本文圍繞數(shù)字化細(xì)胞微注射機(jī)器人系統(tǒng)提高精度和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主題，對(duì)其視覺系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)顯微視覺系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下： 在分析數(shù)字化細(xì)胞微注射機(jī)器人系統(tǒng)功能和需求的基礎(chǔ)上，選擇視覺系統(tǒng)的軟件平臺(tái)和工具，進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇；搭建數(shù)字化細(xì)胞微注射機(jī)器人系統(tǒng)。

2、 視覺系統(tǒng)硬件的程序設(shè)計(jì)和開發(fā)：利用采集卡中二次開發(fā)用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的圖像采集模塊；利用控制箱提供的通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)微位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)定位，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得精度為1.5μm，定位誤差在1-2 pixel內(nèi)。 對(duì)含有噪聲的細(xì)胞微注射過(guò)程中的圖像進(jìn)行顯微圖像預(yù)處理，驗(yàn)證了中值濾波、直方圖均衡、圖像二值化、Canny邊緣檢測(cè)算法的有效性。實(shí)驗(yàn)證明：預(yù)處理能很好地濾除噪聲，突出目標(biāo)，識(shí)別出靜態(tài)的細(xì)胞、微注射針、吸持針三個(gè)目標(biāo)物體。