MEMS微結(jié)構(gòu)平面運動測量方法的研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS)由微電子和機械元件組成，其運動特性測試是MEMS設(shè)計、仿真、制造及產(chǎn)品質(zhì)量控制和性能評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，平面運動測試是MEMS微結(jié)構(gòu)運動特性測試的重要組成部分。提高平面運動測試的精度是MEMS三維運動特性精確表征的前提，對于材料特性和機械力學(xué)參數(shù)的精確測量具有重要意義。論文基于計算機視覺技術(shù)對提高MEMS平面運動測量分辨力的方法展開研究。研究內(nèi)容主要包括： 1.在系統(tǒng)分析國內(nèi)外MEMS平面運動特性測試技術(shù)的研究

2、現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，提出MEMS剛性平移、旋轉(zhuǎn)角度和區(qū)域變形的測量方法，實現(xiàn)運動幅度、旋轉(zhuǎn)角度測量以及區(qū)域變形信息的提取。 2.提出一種綜合了模糊集圖像增強技術(shù)、分形插值和小波變換的邊緣檢測方法。在連續(xù)光照明條件下，實現(xiàn)MEMS平面運動幅值的亞像素分辨力測量。通過分形插值技術(shù)重建運動模糊圖像的邊緣細節(jié)，應(yīng)用小波變換的邊緣檢測方法測量MEMS微結(jié)構(gòu)運動幅值，提高測量重復(fù)性。 3.將塊匹配最優(yōu)根值法和相位相關(guān)擬

3、合法應(yīng)用于MEMS平面剛性位移測量，對MEMS平面運動的時域和頻域測量方法的實現(xiàn)進行了分析。利用灰度補償減少塊匹配算法對由于灰度變化所引起的誤差，通過誤差補償減小相關(guān)擬合算法的測量誤差。 4.依據(jù)剛體運動質(zhì)心不變的原理，提出一種采用圖像孤立特征結(jié)構(gòu)的質(zhì)心連線旋轉(zhuǎn)角度來表征圖像旋轉(zhuǎn)角度的方法，并將此方法應(yīng)用到MEMS的旋轉(zhuǎn)角度測試中，提高旋轉(zhuǎn)角度測量分辨力。 5.在相關(guān)擬合方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合Newton-Raphson迭代