基于改进LK光流法的MEMS面内运动分析技术

作     者：张瑞峰 夏涛乐 桑梅 ZHANG Rui-feng;XIA lao-le;SANG Mei

作者机构：天津大学微电子学院天津300072 天津大学精密仪器与光电子学院天津300072 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2020年第31卷第8期

页      面：819-824页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”(2018YFF01013203)资助项目 

主　　题：微机电系统 面内运动 频闪成像 Canny边缘检测 LK光流 

摘      要：为获取微机电系统(MEMS)面内运动过程中的动态特征,文中提出了一个MEMS面内运动测量系统.该系统通过FPGA产生相机外触发和频闪光源两路时钟同步驱动脉冲,利用频闪成像的原理对谐振状态下的MEMS器件进行图像采样.对图像序列进行Canny边缘检测后,引入Shi-Tomasi角点和Lucas-Kanade光流追踪的方法进行运动分析,获取器件的幅相信息参数.使用该系统对一个定制的微陀螺仪进行实验测量,实验证明该技术可实现MEMS面内运动的亚像素精度测量,与传统的LK光流法匹配相比,能够减少由图像灰度值变化带来的测量误差,同时该方法具有较好的测量精度,测量重复性可达10 nm。