探析基于视频图像的高精度定位系统研究

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1、西北工业大学硕士学位论文基于视频图像的高精度定位系统研究姓名：陈诗皓申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：史忠科20040321摘要高精密定位技术是现代芯片制造业的重要手段之一，对其开展研究具有重要的实际意义。本文设计了一种微小零件自主定位系统，该系统采用计算机视频技术和图像处理技术，借助单片机、步进电机和高精度丝杠等设备．完成对微小零件的精密定位。具体工作如下：1．通过对图像采集方法和图像抖动掷制方法的研究，实现了视频图像实时稳定采集；2．利用模板匹配法、型心法、灰度重心法和边缘拟合法等四种亚像素定位方法实现了对零件中心位置的检测：利用图像旋转方法，进行了零件

2、旋转角度定位研究。3．建立了坐标转换关系，实现了图像坐标系与空间坐标系的位置转换：4．为了进一步提高定位精度和定位系统的可靠性，本文对零件提取、零件定位等关键部分进行了中值滤波、形态学滤波等的滤波处理。5．最后论文对所设计的系统进行了定位实验，定位结果说明了文中方法的有效性。关键词：微小零件自主定位数字图像处理方法图像亚像素定位AbslractlAbstractAsoneofthemostimportantinstrumentformanufactoryofmicrochip，thestudyofhighaccuracylocatingsystemhavebecomemore

3、andmorepopular．Thispaperhasdesignedaself-Locatingsystembasedoncomputervision，whichisusingImageprocessingmethodtorealizethemicroparts’highaccuracylocating．Themainworkofthedissenanoninclude：1．Studiedonfloatingavoidingmethodandthememoryconflictregulatingmethodtorealizethereal—timeimagecapture．

4、2，Usingfoursubpixel—locatingmethodstoobtainthecenterofmicroparts，whicharetemplate—matchingmethod，core—shapemethod，centrobaricgraymethod，andedge·fittingmethod．3．Setupacoordinatetransformingrelationbetweenimagecoordinateanddimensionalcoordinate．4，Toimprovethestabilityandprecisionofthesystem，m

5、edianfilterandfilterbasedonmorphologicmethodhavebeenadopted．5．Finally,severalexperimentshavebeenproposedtoverifytheavailabilityofthesystempresentedinthispaper．Resultsshowthatthesystemcanaccuratelydetectthepositionofmeasuredmicroparts．Keywords：Micropart，Self-Locating，ImageProcessingmethod，Su

6、b—PixeILocatingH翌i：三些查兰篓圭兰竺兰耋。。。。。。，。。。。，，，。，。。，，，。。。。，，，』耋；i：，!i，垒第一章绪论1．1引言二十世纪九十年代以来，以信息高速公路为代表的信息革命浪潮推动着世界电子信息产业的快速发展，使其成为带动世界经济增长的战略性产业【I】。其中以集成电路为主体的微电子制造业无疑是信息产业的核心和基础，其技术水平高低和产业规模大小已经成为衡量一个国家信息工业发展及综合国力的重要标志，直接影响到各国国民经济信息化的进程[1】_【2】。现代微电子产品集成程度日益提高，微电子产品的体积越来越小，如有些Ic芯片尺寸要求不超过1ram2。原

7、有的加工工艺(手工加工或操作简单机械加工)已无法满足对这些微小芯片的制造要求。因此，‘如何提高微小芯片的加工工艺成为制约芯片微型化的关键性因素，也成为微电子加工工业中亟待解决的问题之一。加工微电子产品首先要解决待加工零件在工作台上的定位问题，为了实现微小零件的高精度定位，各国的研究人员提出了不同的解决方案。有些方案采用改进执行机构提高定位精度，如磁悬浮平台[11等：有些则借助于新型测量传感设备实现高精度定位。在各种传感设各中，计算机视频检测作为一种新型而有效的测量手段，被广泛的应用于各个领域之中[3】_