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     “基于顯微視覺的精密檢測”涉及光學(xué)、電子學(xué)、控制科學(xué)、計算機科學(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。 本項目主要針對傳統(tǒng)視覺測量與控制的方法在顯微視覺精密檢測應(yīng)用中的不足，研究顯微視覺在精密檢測中的瓶頸問題與關(guān)鍵技術(shù)，包括基于顯微視覺敏感自由度的主動標定方法、多路顯微視覺下的相對位姿檢測方法、明暗場成像方法的融合等，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)元件表面損傷檢測中的應(yīng)用，切實解決了國內(nèi)精密大口徑元件檢測依賴人工的現(xiàn)狀。 本項目一直沿著“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，以關(guān)鍵技術(shù)的有效應(yīng)用為最終目標”這一思路開展工作。結(jié)合先進的信息處理、控制與通訊技術(shù)，提出了基于顯微視覺的精密檢測技術(shù)與方法，并成功推廣應(yīng)用。項目取得的主要創(chuàng)新成果如下： 1、提出了基于顯微視覺敏感自由度的主動標定方法，充分利用顯微視覺系統(tǒng)在高精度測量環(huán)境下存在超/微景深的特點，實現(xiàn)了顯微視覺系統(tǒng)與運動系統(tǒng)的準確標定，進而建立了顯微測量中2D圖像特征變化量與運動坐標系下3D笛卡爾空間運動量之間的關(guān)系。該方法的應(yīng)用解決了精密多自由度微裝配系統(tǒng)集成過程中復(fù)雜校準的難題，簡單的標定步驟即可建立運動系統(tǒng)與測量系統(tǒng)間的準確關(guān)系；另一方面，為極小景深下的高精密相對位姿測量提供了創(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位姿檢測方法，基于敏感自由度的主動標定方法及圖像雅可比主動標定方法，融合多路顯微視覺系統(tǒng)的圖像特征，實現(xiàn)了微零件三維笛卡爾空間的相對位姿測量、自動對準與過冗配合的自動裝配。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對準與插入。這一系列相對位姿檢測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成像方法的融合及相應(yīng)的精密檢測方法，明場成像具有成像細節(jié)豐富，測量準確但效率低的特點。暗場成像具有掃描速度快，可觀測遠小于分辨率的損傷，但由于非線性散射效應(yīng)無法準確測量的特點。結(jié)合二者優(yōu)點，實現(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。利用明場顯微視覺的小景深實現(xiàn)對大口徑光學(xué)元件的姿態(tài)的自適應(yīng)測量無需復(fù)雜的機械校準；利用暗場成像系統(tǒng)實現(xiàn)對大口徑光學(xué)元件的快速掃描；基于暗場損傷圖像，實現(xiàn)明場成像系統(tǒng)對暗場損傷圖像的二次定位與準確檢測。該方法解決了適應(yīng)性、準確性、效率三個核心問題，該方法的應(yīng)用切實解決了國內(nèi)精密大口徑元件檢測依賴人工的現(xiàn)狀。 本項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)的國家發(fā)明專利11項，實用新型1項。關(guān)鍵技術(shù)已在中國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)濟效益元2.5萬元，間接經(jīng)濟效益5億元，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。