基于光流技術(shù)的MEMS平面微運(yùn)動(dòng)特性的測量.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)從研究階段逐漸步入產(chǎn)業(yè)化階段,對測試技術(shù)的需求越來越迫切,特別是MEMS動(dòng)態(tài)測試技術(shù),因其能夠測量MEMS三維運(yùn)動(dòng),分析MEMS動(dòng)態(tài)特性、材料特性以及機(jī)械力學(xué)參數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù),已成為MEMS測試技術(shù)的重要組成部分.而研究如何在MEMS運(yùn)動(dòng)過程中記錄瞬間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并恢復(fù)MEMS面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)歷程,則是MEMS動(dòng)態(tài)測試技術(shù)實(shí)現(xiàn)平面微運(yùn)動(dòng)測量的關(guān)鍵. 論文基于光流技術(shù),對MEMS動(dòng)態(tài)特性中的平面微運(yùn)動(dòng)特性的測量開展

2、了研究,主要工作包括以下幾個(gè)方面: 1.系統(tǒng)地調(diào)研和分析了微機(jī)電系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)測試技術(shù)及微機(jī)電系統(tǒng)平面動(dòng)態(tài)特性測試技術(shù)的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢,說明了MEMS動(dòng)態(tài)測試技術(shù)的重要性和對其開展研究的必要性； 2.引進(jìn)了光流技術(shù),比較了光流場與二維運(yùn)動(dòng)矢量場之間的聯(lián)系和區(qū)別,并通過討論光流場估值中存在的問題,提出了幾種典型的光流場估計(jì)算法； 3.基于MEMS平面運(yùn)動(dòng)測試系統(tǒng),采集到高速運(yùn)動(dòng)的MEMS器件不同相位

3、對應(yīng)的清晰圖像序列,利用光流技術(shù)對特定驅(qū)動(dòng)頻率下采集到的圖像序列進(jìn)行分析.提出基于鄰域優(yōu)化算法和置信點(diǎn)光流約束算法分別分析MEMS器件的平面運(yùn)動(dòng)歷程,并在置信點(diǎn)光流約束法的基礎(chǔ)上,又分別提出了置信點(diǎn)約束的全局方法和置信點(diǎn)約束的最小二乘法,充分利用它們各自的優(yōu)點(diǎn),可以得到既致密又魯棒的光流場,實(shí)現(xiàn)MEMS平面內(nèi)的平動(dòng)測量,從而提取器件的運(yùn)動(dòng)特性參數(shù)； 4.用已提出的算法,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用在實(shí)際MEMS器件中的實(shí)驗(yàn). 分