光纤耦合微操作机器显微视觉测量系统的研究

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1、摘要一竺..............摘要随着网络和数字通信技术的发展，对网络的带宽和速度的要求也越来越高。光纤通信技术作为信息传输网络带宽瓶颈的最佳解决方案，近年来获得了巨大的发展并走向成熟。为了提高光纤祸合封装的质量并实现过程自动化，增大光纤无中继放大传输距离和减少光纤链路的损耗，研制具有纳米定位精度的多自由度高精度微操作机器人具有很大的实用价值和现实意义。本文作为国家“863”课题“面向光纤祸合作业的微操作机器人系统研究”的一部分，对光纤祸合微操作机器人显微视觉测量系统进行深入研究，首先，建立了由精密宏动机器人、显微视觉测量系统、功率检测系

2、统以及辅助系统组成的光纤藕合作业系统。其次，对光纤图像的预处理、图像分割、位姿检测等进行了深入的研究，采用中值滤波的方法进行图像的预处理，为了改善图像质量，进行灰度级修正和灰度均衡;提出了一种改进的种子填充算法对光纤图像进行分割;采用二值图像的腐蚀法进行边缘检测，为了提高图像识别的分辨率，采用多项式插值法进行图像细分，根据光纤纤芯特点，利用直线拟合的方法确定光纤位姿参数。最后，对CCD的水平当量和垂直当量进行了标定，编制了软件界面，完成了光纤自动祸合实验，并对实验结果进行了分析，为光纤的自动对接提供了一种切实可行的方案。本文的研究工作为微操作机

3、器人在光纤作业领域的研究提供了可以借鉴的理论和实践经验，为光纤祸合作业的后续研究积累了丰富的经验。关键词光纤藕合:显微视觉:微操作:机器人AbstractAlongwiththedevelopmentofthenetworkanddigitalcommunicationtechnology,therequisitiononbandwidthandspeedofthenetworkishigherandhighertoo.Fiberopticcommunicationtechnologyisregardedasthebestsolutionfor

4、botleneckofnetworkbandwidthoftheinformationtransmission,hasgotenenormousdevelopmentandmaketracksformaturityinrecentyears.Toimprovethequalityofcouplingencapsulationfiber,realizetheautomaticcoupling,lengthenthetransmissiondistancewithoutrelayamplifierandadvanceatenuationmargin

5、sithasprodigiousspracticalvalueandactualmeaningtodevelopamulti-DOFmicro-manipulatorwhichhastheprecisionofsub-micronornanometerlevelThisdissertationisapartofnational"863"project"researchofthemicro-manipulatorrobotsystemfacingopticfiberoperation"，researchesdeeplythemicro-visio

6、nmeasuringsystemofmicro-manipulatorrobotfacingopticfibercoupling.Atfirsttheopticfibercouplingsystemhasbeensetup,itismadeupofamacro-motionalpreciseparallelrobot,micro-visionmeasuringsystem,opticalpowerdetectionsystemandaidingsystem.Secondlythisdissertationresearchesdeeplythei

7、magepre-processingtechnology,imagesegmentationtechnologyandposedetectiontechnology.Thissystemadoptsthemethodofmedianfiltertogetridoftheimagenoise.Imagegray-levelcorrectionandgrayequalizationmethodareappliedtoimprovetheimagequality.Thebi-levelimageerosionmethodisappliedtodete

8、cttheedgeofopticfiber.Accordingtotheshapefeatureofthecoreofopticfiber,theli