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基于显微视觉的亚像素压电陶瓷驱动特性测量
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:2015.5.15
  • 页码:1163-1169
  • 分类:TH39[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]沈阳航空航天大学自动化学院,沈阳110136, [2]东北大学信息科学与工程学院,沈阳110004, [3]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳110016
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金(61203352,61305025)、国家自然科学基金面上(61174145)项目资助
  • 相关项目:纳米操作驱动器迟滞特性分数阶建模与控制研究
中文摘要:

为了得到纳米操作压电陶瓷驱动器高精度的驱动特性,提出一种基于显微视觉的亚像素位移测量方法。本文采用Harris角点初始定位,对标准的栅格图像序列进行角点匹配,获得模板匹配的初始区域。并提出了二元拉格朗日插值与二元非线性Newton-Raphson迭代算法的亚像素位移测量方法,能够在保证良好测量精度的同时有效地减少亚像素匹配中耗时的相关计算。最后使用改进的亚像素图像块匹配方法对实际的压电陶瓷驱动器的驱动特性进行了测量,并与真实结果和理论模型描述结果进行了对比。实验结果表明,该算法位移测量精度高、稳定性好,得到的压电陶瓷驱动特性曲线符合物理分析结果,能够满足高精度的微纳米测量要求。

英文摘要:

In order to obtain driving characteristics of the piezoelectric actuator,a sub-pixel displacement measurement method based on micro-vision is proposed. The initial position is solved by the Harris corner location method. The initial template matching region is obtained by corner matching to critena raster image sequence. The sub-pixel displacement measurement method of duality Lagrange interpolation and nonlinear Newton-Raphson iterated algorithm are proposed,which can effectively reduce the time-consuming for sub-pixel matching related calculations to ensure the good measurement accuracy. A modified sub-pixel image block matching method is used to measure the actual driving characteristics of piezoelectric actuators,and the measurement result is compared with the real displacement and PI model. Experimental results show that the algorithm of displacement measurement exhibits high accuracy and good stability. Piezoelectric characteristic curves obtained agree with the results of physical analysis and can satisfy requirements of high-precision measurements of nanomanipulation.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481