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     “基于顯微視覺的精密檢測(cè)”涉及光學(xué)、電子學(xué)、控制科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等眾多學(xué)科，是一門新興的綜合性前沿學(xué)科，具有廣泛的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、軍事等眾多領(lǐng)域。 本項(xiàng)目主要針對(duì)傳統(tǒng)視覺測(cè)量與控制的方法在顯微視覺精密檢測(cè)應(yīng)用中的不足，研究顯微視覺在精密檢測(cè)中的瓶頸問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)，包括基于顯微視覺敏感自由度的主動(dòng)標(biāo)定方法、多路顯微視覺下的相對(duì)位姿檢測(cè)方法、明暗場(chǎng)成像方法的融合等，并成功應(yīng)用于精密多自由度微裝配系統(tǒng)與大口徑精密光學(xué)元件表面損傷檢測(cè)中，為顯微視覺引導(dǎo)下的復(fù)雜微器件的空間高精度裝配提供了創(chuàng)新性的理論與方法。大口徑精密光學(xué)元件表面損傷檢測(cè)中的應(yīng)用，切實(shí)解決了國(guó)內(nèi)精密大口徑元件檢測(cè)依賴人工的現(xiàn)狀。 本項(xiàng)目一直沿著“以基礎(chǔ)理論和方法研究為先導(dǎo)，以獲取核心關(guān)鍵技術(shù)為重點(diǎn)，以關(guān)鍵技術(shù)的有效應(yīng)用為最終目標(biāo)”這一思路開展工作。結(jié)合先進(jìn)的信息處理、控制與通訊技術(shù)，提出了基于顯微視覺的精密檢測(cè)技術(shù)與方法，并成功推廣應(yīng)用。項(xiàng)目取得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下： 1、提出了基于顯微視覺敏感自由度的主動(dòng)標(biāo)定方法，充分利用顯微視覺系統(tǒng)在高精度測(cè)量環(huán)境下存在超/微景深的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了顯微視覺系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確標(biāo)定，進(jìn)而建立了顯微測(cè)量中2D圖像特征變化量與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系下3D笛卡爾空間運(yùn)動(dòng)量之間的關(guān)系。該方法的應(yīng)用解決了精密多自由度微裝配系統(tǒng)集成過(guò)程中復(fù)雜校準(zhǔn)的難題，簡(jiǎn)單的標(biāo)定步驟即可建立運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)量系統(tǒng)間的準(zhǔn)確關(guān)系；另一方面，為極小景深下的高精密相對(duì)位姿測(cè)量提供了創(chuàng)新性的解決方法。 2. 提出了一系列基于多路顯微視覺的相對(duì)位姿檢測(cè)方法，基于敏感自由度的主動(dòng)標(biāo)定方法及圖像雅可比主動(dòng)標(biāo)定方法，融合多路顯微視覺系統(tǒng)的圖像特征，實(shí)現(xiàn)了微零件三維笛卡爾空間的相對(duì)位姿測(cè)量、自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與過(guò)冗配合的自動(dòng)裝配。該方法成功應(yīng)用于單目顯微視覺引導(dǎo)下10μm微管與12μm微球孔的3D笛卡爾空間的高精度自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與插入。這一系列相對(duì)位姿檢測(cè)方法為顯微視覺引導(dǎo)下的復(fù)雜微器件的空間高精度裝配提供了創(chuàng)新性的理論與方法。 3. 提出了顯微視覺下明暗場(chǎng)成像方法的融合及相應(yīng)的精密檢測(cè)方法，明場(chǎng)成像具有成像細(xì)節(jié)豐富，測(cè)量準(zhǔn)確但效率低的特點(diǎn)。暗場(chǎng)成像具有掃描速度快，可觀測(cè)遠(yuǎn)小于分辨率的損傷，但由于非線性散射效應(yīng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的特點(diǎn)。結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大口徑光學(xué)元件表面瑕疵的自適應(yīng)、快速、精確檢測(cè)。利用明場(chǎng)顯微視覺的小景深實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑光學(xué)元件的姿態(tài)的自適應(yīng)測(cè)量無(wú)需復(fù)雜的機(jī)械校準(zhǔn)；利用暗場(chǎng)成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑光學(xué)元件的快速掃描；基于暗場(chǎng)損傷圖像，實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)成像系統(tǒng)對(duì)暗場(chǎng)損傷圖像的二次定位與準(zhǔn)確檢測(cè)。該方法解決了適應(yīng)性、準(zhǔn)確性、效率三個(gè)核心問(wèn)題，該方法的應(yīng)用切實(shí)解決了國(guó)內(nèi)精密大口徑元件檢測(cè)依賴人工的現(xiàn)狀。 本項(xiàng)目突破了一系列的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用難題，發(fā)表高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文26篇，出版專著一部，取得授權(quán)的國(guó)家發(fā)明專利11項(xiàng)，實(shí)用新型1項(xiàng)。關(guān)鍵技術(shù)已在中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心得到應(yīng)用，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益元2.5萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)效益5億元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。