题目：微流控芯片对准装配的视觉系统研究

随着现代机电产品不断向微型化、集成化和精细化方向发展，传统的方法很难完成高精度产品的加工、封装及装配，而且对操作者的技术、劳动强度都有很高的要求，工作效率很低，操作工人的培养往往需要较长的时间。因此微操作机器人将在这一领域发挥重要作用。针对微流控芯片的对准装配，本课题开发微细操作站。视觉系统具有高定位精度和精细操作能力，是其结构中重要的部分。视觉系统的研究内容涉及到图像处理、机器视觉、控制理论、运动学等多个领域。本系统由减振装置、视觉系统、四轴精密运动平台、镜头位置调节装置、粗定位装置、盖片操作装置以及预联接装置7个子系统组成。其中论文的主要任务构建其视觉系统，以及对其相关技术的研究。对微细操作站的视觉系统的边缘检测算法、自动聚焦方法、视觉系统的标定以及标记特征的亚象素定位进行了深入研究。提出基于互相关的自动聚焦算法，经实验表明该算法能有效提高了自动聚焦的精度和速度；提出了基于图像高频信息的标定方法，主要从单轴的电机步长和聚焦系统的机械回差角度进行标定；在经典边缘检测算法基础上，克服其缺点，得到最佳边缘检测算法；提出了基于HT（Hough Transform）十字显微图像亚像素定位算法(SLACHT)和基于HT近似圆显微图像亚像素定位算法（SLARHT），对显微图像特征中的直线和近似圆的亚像素定位做了深入的研究。通过实验，验证了该算法的定位精度优于0.01像素，具有运行速度快、鲁棒性强的特点。