题目：基于离焦退化的显微视觉精密测距研究

微装配技术是支持MEMS、HMEMS及MOEMS等技术发展的动力，亦是制约MEMS等技术发展的瓶颈。显微视觉是目前胜任微装配传感功能任务一种有效而实用的手段，为微尺度目标的几何尺寸、空间位置关系、运动状态等信息的获得，提供了一种非接触测量方式。显微镜的光学特质决定了显微视觉具有不同于普通计算机视觉研究的特点。深度信息提取、图像亚像素定位及自动照明技术等单元技术构成了显微视觉测距研究的重要内容。本文主要研究内容如下：1. 对深度信息提取的基本原理和方法进行了概述，将聚焦深度法和离焦深度法进行了对比，给出了各自的优缺点。2. 在聚焦深度法研究中，提出“基于高斯函数模型的深度信息提取”算法，通过与“爬山法”、“0.618法”及“Fibonacci法”的对比实验，验证了该算法在精度和速度上的优势。3. 在离焦深度法中，主要对系统模型建立和系统参数提取进行了研究。利用聚焦函数法建立参数 与Z轴移动距离Dz关系，实验验证了该算法的可行性；在系统参数 的提取中，选用了S变换，并对算法进行了一定的优化，但是在实际操作中提取结果不理想。对此，本文分析了误差产生的原因和方法的局限性。4. 在亚像素定位技术中，提出了一种基于SUSAN算法和Hough变换的直线边缘亚像素定位方法。该方法自定义了直线边缘响应函数，并把响应值作为权值记入Hough变换累加器中，增强了直线边缘定位精度。5. 在自动照明技术中，构建了基于Atmega64和双向可控硅的显微视觉照明自动调节系统。通过调节PWM波占空比来控制双向可控硅BT139-600E的导通，从而达到控制照明亮度的目的。6. 将深度信息提取技术、亚像素定位技术和自动照明技术这三项单元技术有机地集成到一套显微视觉系统中，有效地完成了全自动精密测距任务。通过在测量精度、测量速度上的性能实验，证明了深度信息提取、图像亚像素定位及自动照明技术在显微视觉测距中的重要作用，同时验证了算法的正确性、实用性和可靠性。