斑馬魚是三大脊椎模式動物之一,與人類的基因相似度高達70%。由于其生長周期短、幼魚通體透明且價格低廉,吸引了廣大生命科學(xué)工作者的注意。斑馬魚幼魚顯微操作系統(tǒng)是輔助生命科學(xué)研究者進行斑馬魚幼魚操作的自動化或半自動化設(shè)備,主要集中在“控制”和“觀察”兩個方面。其中,“控制”相關(guān)的顯微操作系統(tǒng)能夠幫助人們進行斑馬魚胚胎注射、胚胎分揀等操作;而與“觀察”相關(guān)的顯微操作系統(tǒng)往往是對斑馬魚幼魚在特定的角度進行圖像采集,或者集成一些圖像分析的軟件幫助科研人員更好地分析斑馬魚各個階段的生長發(fā)育情況。本文對斑馬魚幼魚成像系統(tǒng)進行分析,提出了一種高性價比、高效的圖像采集系統(tǒng),可以對斑馬魚幼魚身體進行三維重構(gòu),進而幫助科研人員進行更好地研究�？紤]到現(xiàn)有的斑馬魚幼魚三維重構(gòu)的實驗設(shè)備過于昂貴或者結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,本文的目的就是設(shè)計一種簡單高效高性價比的斑馬魚幼魚三維重構(gòu)系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容概括如下:本文首先從斑馬魚幼魚全方位成像的角度出發(fā),設(shè)計了一套四自由度的高精度可控機械臂,該機械臂除了常用的顯微操作機械臂具有的三維平動自由度之外,還具有圍繞滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的自由度。利用這一特殊結(jié)構(gòu),本文進一步提出了一種簡易的斑馬魚... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 斑馬魚幼魚的研究的目的和意義
    1.2 三維重構(gòu)的研究方法
    1.3 目前斑馬魚三維重構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)平臺及生物實驗準備
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)軟硬件平臺介紹
    2.3 顯微鏡被動聚焦技術(shù)
    2.4 工作空間高度探測技術(shù)
    2.5 斑馬魚幼魚身體轉(zhuǎn)動裝置
    2.6 生物實驗準備
        2.6.1 幼魚品種
        2.6.2 軟瓊脂基底
        2.6.3 麻醉劑制劑
    2.7 四自由度顯微操作手
    2.8 本章小結(jié)
第3章 基于極值搜索算法的側(cè)影輪廓法三維重構(gòu)
    3.1 引言
    3.2 極值搜索算法
        3.2.1 單參數(shù)擾動極值搜索算法
        3.2.2 滑模極值搜索算法
    3.3 平臺干擾抑制補償算法
    3.4 采集圖像規(guī)范化
    3.5 滾轉(zhuǎn)角度估計
    3.6 側(cè)影輪廓三維重構(gòu)算法
    3.7 本章小結(jié)
第4章 斑馬魚幼魚微玻璃管內(nèi)的運動建模和位置控制
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)建模與問題描述
        4.2.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的斑馬魚幼魚管內(nèi)運動控制建模
        4.2.2 預(yù)測控制問題描述
    4.3 模型預(yù)測控制律推導(dǎo)
        4.3.1 建立脈沖響應(yīng)和階躍響應(yīng)模型
        4.3.2 基于階躍響應(yīng)模型的p步預(yù)測方程
        4.3.3 基于脈沖響應(yīng)模型的p步預(yù)測方程
        4.3.4 基于狀態(tài)空間模型的p步預(yù)測方程
    4.4 無約束控制器設(shè)計
        4.4.1 控制時域?qū)刂菩阅艿挠绊?br>        4.4.2 預(yù)測時域?qū)刂菩阅艿挠绊?br>        4.4.3 系統(tǒng)抗干擾性能分析
    4.5 約束預(yù)測控制器設(shè)計及仿真
    4.6 顯式預(yù)測控制器設(shè)計及仿真
        4.6.1 采樣時間對控制性能的影響
        4.6.2 控制時域?qū)刂菩阅艿挠绊?br>    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于模型預(yù)測控制的三維重構(gòu)
    5.1 引言
    5.2 坐標系標定
    5.3 特征點匹配
    5.4 側(cè)影輪廓法
    5.5 兩種重構(gòu)方法結(jié)果比較與討論
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]斑馬魚3D解剖互動系統(tǒng)的制作[J]. 林金杏,章琳俐,胡建華,高誠,馮麗萍,魏曉鋒,陳微,陳秋生.  解剖學(xué)報. 2016(01)
[2]地塞米松影響骨骼發(fā)育的斑馬魚模型的建立[J]. 韋英杰,王長梅,蔡雪婷,詹揚,賈曉斌.  藥學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[3]模式生物斑馬魚在藥物依賴研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 陳毅飛,翁建霖,莫志賢.  中國藥物依賴性雜志. 2010(06)
[4]基于二維圖像和多點統(tǒng)計方法的多孔介質(zhì)三維重構(gòu)研究[J]. 張挺,盧德唐,李道倫.  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2010(03)
[5]基于子空間辨識的模型預(yù)測控制策略及其應(yīng)用[J]. 孫磊,金曉明.  控制理論與應(yīng)用. 2009(03)
[6]斑馬魚行為學(xué)實驗在神經(jīng)科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 鄒蘇琪,殷梧,楊昱鵬,陳林,胡兵.  生物化學(xué)與生物物理進展. 2009(01)
[7]EE2對稀有鮈鯽和斑馬魚幼魚體內(nèi)卵黃蛋白原誘導(dǎo)的比較[J]. 廖濤,徐盈,鐘雪萍,梁勇,王劍偉.  水生生物學(xué)報. 2005(05)
[8]計算機視覺中的三維重構(gòu)建模[J]. 王斌,王知衍.  微計算機信息. 2005(25)
[9]非線性模型預(yù)測控制的現(xiàn)狀與問題[J]. 陳虹,劉志遠,解小華.  控制與決策. 2001(04)

碩士論文
[1]基于多角度視覺信息的目標3D重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 于天慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]點云數(shù)據(jù)處理與三維重構(gòu)研究[D]. 劉超.東南大學(xué) 2015
[3]無穩(wěn)態(tài)振蕩極值搜索算法設(shè)計及應(yīng)用研究[D]. 王麗斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3147635