微電子產(chǎn)品總體尺寸小型化趨勢,對其零部件的尺寸要求也越來越小,在生產(chǎn)和組裝這些零部件過程中,對集成電路、超高精度的加工、精密測量儀器等眾多領(lǐng)域?qū)庸ぞ鹊囊蟛粩嗵岣?與之相應(yīng)的微電子制造裝備對精密測量精度的要求也隨著提高。因此,對微電子制造裝備的位移測量系統(tǒng),提出了更高速度和高精度的要求。本文提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的創(chuàng)新性光柵尺圖像測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效地克服傳統(tǒng)光柵測量的光柵制造精度的限制（通常20um）并且通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型算法極大的提高測量反饋的運算速度。獲得在精密測量中以較低的分辨率,位移測量精度更高。首先,從光柵尺工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀和光柵尺研究現(xiàn)狀兩方面,分析國內(nèi)外光柵尺研究現(xiàn)狀。光柵尺位移測量系統(tǒng)存在高速度與高精度相矛盾,以及納米級的分辨率,最高精度僅能達到微米級,即分辨率與測量精度之間存在較大的誤差。針對上述問題,本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,通過數(shù)字圖像技術(shù),來消除精密位移測量系統(tǒng)的制造誤差和非線性系統(tǒng)的數(shù)學建模誤差。其次,由于通過工業(yè)相機采集的數(shù)據(jù)集圖片,易受環(huán)境噪音的干擾。所以通過光柵圖像處理技術(shù)對此進行處理,并且按照神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對數(shù)據(jù)集的輸入形式要求,制作數(shù)據(jù)集。在本文中... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究及現(xiàn)狀
        1.2.1 光柵尺的發(fā)展及現(xiàn)狀
        1.2.2 光柵尺的研究及現(xiàn)狀
    1.3 本論文的研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的選擇
    2.1 引言
    2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可行性論述
        2.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
        2.2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性和作用
        2.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類
    2.3 多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及算法
        2.3.1 多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)
        2.3.2 標準算法
        2.3.3 標準算法的改進
    2.4 本章小結(jié)
第三章 圖像預(yù)處理和光柵位移測量原理及程序設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 圖片預(yù)處理
        3.2.1 數(shù)據(jù)集制作
        3.2.2 噪音濾波
        3.2.3 特征窗口圖像提取
        3.2.4 光柵圖像處理
    3.3 位移測量原理
    3.4 圖像預(yù)處理程序設(shè)計
    3.5 位移測量程序設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第四章 光柵識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及程序設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)的選擇
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的選擇
        4.2.2 隱含層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)的選擇
        4.2.3 初始權(quán)值的選擇
        4.2.4 超參數(shù)(hyper-parameter)設(shè)定
    4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及訓練算法
        4.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.3.2 訓練算法
    4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型程序設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 位移測量系統(tǒng)的測試和分析
    5.1 引言
    5.2 平臺搭建與數(shù)據(jù)采集
        5.2.1 圖像采集系統(tǒng)的選擇
        5.2.2 數(shù)據(jù)采集
    5.3 位移測量實驗
        5.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練及結(jié)果分析
        5.3.2 實驗位移測量及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]柔性鉸鏈微定位平臺的設(shè)計[J]. 馬立,謝煒,劉波,孫立寧.  光學精密工程. 2014(02)
[2]CCD分段測量的光學位移測量系統(tǒng)[J]. 李雅倩,付獻斌,周坤.  光學精密工程. 2011(09)
[3]基于運動模糊效應(yīng)的圖像測速方法(英文)[J]. 徐騁,劉永才,強文義,劉漢周.  紅外與激光工程. 2008(04)
[4]基于雙光柵尺的高速高精度位移測量方法[J]. 節(jié)德剛,劉延杰,孫立寧,陳智超,蔡鶴皋.  光學精密工程. 2007(07)
[5]一種納米級二維微定位工作臺的設(shè)計與分析[J]. 孫立寧,馬立,榮偉彬,高燕.  光學精密工程. 2006(03)
[6]雙重驅(qū)動2-DOF平面并聯(lián)機器人系統(tǒng)的研究[J]. 楚中毅,崔晶,孫立寧,曲東升.  光學精密工程. 2006(03)
[7]一種宏微雙重驅(qū)動精密定位機構(gòu)的建模與控制[J]. 節(jié)德剛,劉延杰,孫立寧,孫紹云,蔡鶴皋.  光學精密工程. 2005(02)
[8]直線位移傳感器發(fā)展的回顧和當今產(chǎn)品[J]. 盧國綱.  世界制造技術(shù)與裝備市場. 2005(01)
[9]基于FPGA的光柵尺信號智能接口模塊[J]. 但永平,楊雷.  國外電子元器件. 2004(12)
[10]計量光柵制造綜述[J]. 湯天瑾,曹向群,林斌.  光學儀器. 2004(04)

博士論文
[1]壓電工作臺微定位系統(tǒng)建模與控制技術(shù)[D]. 張棟.山東大學 2009

碩士論文
[1]基于頻率可調(diào)的高精密微動平臺開發(fā)[D]. 查雄飛.廣東工業(yè)大學 2018
[2]壓電陶瓷微定位平臺的遲滯非線性補償方法研究[D]. 劉瑩.吉林大學 2017
[3]外差式光柵粗/細位移測量系統(tǒng)的研究[D]. 陳航.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖質(zhì)邊坡位移反分析及其應(yīng)用研究[D]. 余方威.西南交通大學 2010
[5]光柵尺高速高精度跨尺度位移測量方法的研究[D]. 劉競航.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3683188