MEMS微結構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設計、仿真、制造及產品質量控制和性能評價的關鍵環(huán)節(jié)，平面運動測試是MEMS微結構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參數的精確測量具有重要意義。論文基于計算機視覺技術對提高MEMS平面運動測量分辨力的方法展開研究。研究內容主要包括： 1.在系統(tǒng)分析國內外MEMS平面運動特性測試技術的研究

2、現狀、應用領域和發(fā)展趨勢的基礎上，提出MEMS剛性平移、旋轉角度和區(qū)域變形的測量方法，實現運動幅度、旋轉角度測量以及區(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、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MEMS平面運動幅值的亞像素分辨力測量。通過分形插值技術重建運動模糊圖像的邊緣細節(jié)，應用小波變換的邊緣檢測方法測量MEMS微結構運動幅值，提高測量重復性。 3.將塊匹配最優(yōu)根值法和相位相關擬

3、合法應用于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擬合算法的測量誤差。 4.依據剛體運動質心不變的原理，提出一種采用圖像孤立特征結構的質心連線旋轉角度來表征圖像旋轉角度的方法，并將此方法應用到MEMS的旋轉角度測試中，提高旋轉角度測量分辨力。 5.在相關擬合方法的基礎上，結合Newton-Raphson迭代