一、转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究（论文文献综述）
田桂中[1]（2008）在《自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究》文中认为细胞注射技术在生物、医疗等领域中扮演越来越重要的角色,但其手工或半自动化操作方式,存在实验效率低、注射量控制难等不足。研究一种自动化程度高、微注射量精确可控的细胞注射技术已成为细胞工程和机械工程的重要课题。微流体数字化技术是南京理工大学微系统研究室发明的、拥有自主知识产权的重要研究成果,该技术为建立与信息化、能量传输及固体运动数字化有同等意义的物质传输数字化开辟了道路,对微流体系统的研究和技术进步有重要意义。本论文以微流体数字化技术为起点,研究自动化细胞注射中微操作与微注射技术。从操作机理、实现方法与装置、验证实验等方面,研究了自动化细胞注射的系统结构和自动补给、位姿调节、数字化进退针、数字化微注射这四项关键技术,取得以下成果:提出了“多操作手分立式”细胞注射系统结构,简化了单操作手的任务和操作方式,降低了图像处理、伺服控制等单元的性能要求,增强了微小工件位置和姿态调节能力,为研制自动化细胞注射系统奠定基础。研制了微流体数字化技术驱动的细胞自动补给仪样机,适合于不同尺寸细胞的定点输送,具有自动计数、自动分离和实时可控等特征。提出了基于流场流动和机械运动耦合控制的细胞位姿调节技术。以细胞培养液为控制介质,分析了细胞位姿调节技术操作机理;建立了被操作细胞工程化模型和淹没射流控制模型;以吸持针为末端执行器,发明了细胞位姿调节用单细胞微操作装置。实现了三维位置坐标和三自由度姿态信息的精确控制。提出了前后端双支撑结构的冲击式微进给驱动原理,建立了该驱动原理的动力学模型,消除了传统惯性式微进给机构质心前后移动引起的横向摆动,进给步长和运动方向实时可调,运行稳定可靠,行程不受限制。研制了具有数字化进退针和数字化微注射双重功能的微注射仪,测试了其进给和喷射性能。具有进给精度高、瞬时速度快、过程实时可控等特征,精度可达纳米量级,刺膜实验效率达149枚/h;实现了注射时间节拍化、微注射量规整化,且脉冲序列人为可控,微注射分辨率达飞升量级。以小鼠卵母细胞为实验对象,进行了自动化细胞注射验证实验研究,实验效率达12枚/h。结果表明:基于细胞自动补给、位姿调节、数字化进退针和数字化微注射这四项特征操作的自动化细胞注射是可行的,“多操作手分立式”系统结构提高了细胞注射自动化程度。
郭阿全[2]（2008）在《视觉自动控制生物显微操作系统研究》文中研究表明在生物科学研究和实验中,生物微操作机器人使微操作简单化、自动化,提高操作效率、成功率。机器人视觉伺服控制是实时图像处理、机器人运动学、控制理论、计算机技术以及实时计算技术的融合,是计算机视觉研究前沿的一个重要分支,其中图像处理和标定技术是它的关键技术和核心内容。目前,机器人视觉伺服系统根据视觉反馈信号表示的是3D空间坐标值或是图像特征值而分为基于位置的和基于图像的视觉闭环反馈两种方式。基于位置的控制方式根据已知的目标几何模型和摄像机模型来估计目标相对于摄像机的位姿,其主要缺陷在于控制精度依赖于摄像机的标定精度,而标定精度又受环境的制约。基于图像的控制方式误差信号直接用图像特征来定义,直接利用图像特征进行视觉信息反馈伺服控制。该方法可以减少计算延时,并且对摄像机和机器人的校准误差和目标模型误差具有较强的鲁棒性。本论文研究了一种基于图像的数字化细胞微注射机器人系统。绕过了3D空间的重建,直接利用图像特征来控制机器人的运动,特别避免了基于位置控制方法成像过程中的非线性和图像匹配等带来的视觉重建困难。文中分析数字化细胞微注射机器人系统的总体结构、基本功能,定义控制系统的功能模块、实现方法;利用一种改进的激光三角测量法,并结合用于提高系统精度的误差矩阵来实现对系统的标定。在VC++6.0环境下,利用Matrox采集卡库函数开发了图像采集模块。图像采集模块能获取图像采集设备的视频流,利用该视频流控制工具的精确运动。在此基础上,对提取的图像进行了图像采集与处理的研究,实现了细胞注射目的。
徐征,李战华,刘冲,崔海航,王立鼎[3]（2004）在《锥形轴对称微管道内流动特性实验研究》文中认为介绍了生物转基因显微注射的应用和存在的问题。针对显微注射所用的锥形轴对称微管道 ,进行了流动过程理论分析 ,并在微流动实验平台上对这种管道内流动进行了流量与压力特性参数的连续观测实验 ,详尽介绍了实验装置和实验过程 ,并给出了尖端直径为 4～ 15 μm的锥形管道流动实验结果。
张灵,章云,杨宜民[4]（2004）在《基因工程中的微注射机器人系统》文中认为微操作机器人系统就是能够代替人工完成细微操作的一类特种机器人系统。本文描述了应用于转基因微注射实验中的此类微机器人系统 ,并对其体系结构、控制特点以及研究的关键问题等进行了较深入的介绍和分析
张灵[5]（2004）在《DNA超微注射量精密控制技术的研究》文中认为显微注射是生物工程的基因导入中常用的方法，它导入外源基因的效率高。采用该法导入的外源基因往往是在细胞期就能整合到受体染色体上，发育成的体细胞和生殖细胞一般都能整合上外源基因，使外源基因在受体细胞上能获得好的表达，因此它日益受到生物界科研人员的信赖。目前80％以上的转基因动物模型都是利用显微注射来构建完成的。 显微注射技术对胚胎发育有着关键性的影响，如注射剂量的不同将直接影响到胚胎体外发育的存活率乃至影响整个转基因动物的成功率。采用手动方式进行微注射量控制，存在效率低、准确性差以及受人为因素影响较大等不足，限制了这项技术的推广及应用。 目前国外各大生物仪器制造公司纷纷推出了性能较为先进的微注射量控制器，使注射量控制中的手工劳动的程度大大降低，实现了向半自动化控制的转化，但这些设备高昂的价格往往让国内的许多从事基因工程的单位和机构难以接受。为了追赶世界先进水平，同时也为了开发具有中国特色的显微注射设备，以推动我国基因工程的发展，本论文在深入调查了解国外先进产品，以及从理论及实验方面对DNA微流体的动力学特性进行研究的基础上，致力于微注射量控制器的设计与研制，以及显微视觉检测技术的研究，以便对其进行更有效、更精确的定量控制。 围绕上述内容，本文进行了以下几方面的研究工作： （1）查阅并分析了国内外大量的转基因微注射技术及操作设备和微流体控制方面的文献，在对DNA微流体的动力学特性理论研究的基础上，进行了微注射量的理论建模及实验研究。 （2）对微注射量控制器进行了系统、参数及容差等方面的方案设计，并在原有的基础上进行了改进，构建了带保压装置的气压电控式微注射量控制器，克服了原控制器在注射前或完成后易产生的DNA液倒吸现象。 （3）微流体的研究具有广泛的应用前景，近年来成为流体力学专家和工程师们研究的热点。本文从理论上对微流的运动及动力学规律进行了研究，提出了温-一一一一一一一一一二愁攀盆趁送度场控制器的方案。该控制方案利用Marangoni效应来调节DNA注射液的表面张力，以产生一个驱动力，使其从热的一端向冷的另一端流动。实验结果表明，随着温度的升高，DNA液的粘度减少，它的运动阻力也随之减少，微注射液的控制死区缩小，从而使控制器的性能得到了改善。 （4）微注射是一项精细的操作，其工作的质量和效率很容易受到操作者个人条件（如身体健康状况，当时的情绪等因素）的影响，也易于受到周围工作环境的影响，因此以自动代替人工，是此类设备发展的必然趋势。本文根据微注射显微图像的特点，利用三种图像处理法，分别对细胞图像进行目标快速识别及特征提取，以实现微注射量的视觉快速检测。 此外，本论文对该研究今后的发展方向进行了展望，认为发展新的微尺度流体的理论与测试技术、实验技术，以及微细加工技术，并研制出越来越多高性能的微流体元器件，是推动微量流体控制技术进步的基础。
徐征[6]（2003）在《微操作系统中定位控制、人机交互和微量注射问题研究》文中研究说明微操作是指对特征尺寸在微米和亚微米量级物体进行的操作和处理，用于执行微操作的仪器一般称为微操作系统或微操作机器人，其功能包括微夹持、微操纵、微加工、微装配等。它是操作微小物体的必备工具，广泛用于细胞级生物医学操作和MEMS器件装配领域。对微操作设备与技术的研究是近年来MEMS和机器人领域的研究热点。 本文围绕微操作的自动化和智能化主题，对微操作系统的组成和结构进行了规划，构建了一套计算机控制的微操作系统，包括显微视觉分系统、机械定位分系统、微注射仪和微夹持器。在此基础上，对三维微定位控制技术、基于显微立体图像显示的人机交互操纵环境和微量注射等三个内容进行了重点研究： 为了解决3D微定位问题，推导了显微视觉分系统采用的CMO型和G型体视显微镜光学成像模型，在此基础上建立了基于图像的3D显微视觉伺服定位控制模型，对视觉伺服中涉及的实时跟踪与立体匹配技术进行了研究，并进一步探讨了卷包裹法和曲线跟踪两种避障算法。通过实验证明：采用本文建立的基于图像的视觉伺服模型，能实现精确微定位，点-点微定位误差不超过3μm；采用卷包裹法和基于深度搜索的曲线跟踪避障能自动计算避障路径，定位误差在20-40μm。 阐述了人机交互和立体视觉的生理学和心理学基础；建立了人机交互实时操纵微操作的控制模型，分析了人机交互控制微操作的稳态误差、灵敏度和阶跃响应等特性；首次提出了用于双目立体图像时分显示的双缓冲软倍频技术，利用此方法解决了时分立体实时显示中的闪烁问题，实现了彩色显微立体图像的观测；设计并实现了交互操纵单元，对微操作过程进行操纵。在本文开发的非沉浸式微操作交互环境下，佩戴液晶眼镜的操作人员，能从计算机屏幕上观察立体三维微操作过程；通过控制操纵杆装置，可以操纵微执行器运动和动作，将操作者从显微镜目镜前解放出来，提高微操作的效率和成功率。 建立了离散化形式的变锥度微管道内压力流流量计算理论，研究了尺度效应对微流体传输的影响，通过实验研究了微锥形管道内气压驱动连续流的流动特性，给出了尖端直径在4-15μm范围内的微锥形管道内连续流压力与流量的实验关系。实验结果表明：采用变锥度角公式计算流量比等锥度角公式计算流量更接近于实验流量。根据转基因微量注射的要求，开发了气压驱动的自动微量注射仪样机。采用微量注射仪，对微锥形管道内注射量与注射时间和注射压的关系进行了实验测试。
熊红艳[7]（2002）在《微操作系统双目时分立体成像技术的研究》文中认为微操作系统是微机械的重要分支，在医疗、生物工程、工业等领域有广泛的应用。现有的微操作系统主要是用来进行微注射操作的，微注射是现代基因工程学中重要的基因导入手段。由于微注射操作对象都非常微小，注射操作的准确性关系到注射细胞的成活率。显微视觉子系统是从微观世界向宏观世界传递视觉信息的通道，直接影响微操作的准确性和效率。因此，对微操作图象进行显微放大、立体成像及相关的图象处理，使操作员脱离显微镜进行操作，是微操作系统需要解决的关键问题。本文围绕着微操作系统中立体成像技术作了以下几方面的研究： 分析了微操作系统的组成及显微视觉子系统的作用，对本课题的研究意义和国内外研究现状作了阐述；系统地说明了人的立体视觉的机理及双眼视差在人的立体视觉的形成过程中的重要作用和闪烁感觉产生的原因，并以此作为显微立体成像系统的生理学和心理学依据；查阅了大量的国内外立体显示原理，根据微操作系统的特性选择双目时分立体显示技术；首先构建了一套模拟时分立体成像系统，本系统有一定的立体感，在一定程度上可将微注射作业转移到监视器上，将操作者从显微目镜的束缚中解放出来，但是该系统存在闪烁感和垂直分辨率下降的问题，很大程序上限制了它的推广和应用。在此基础上分析了出现闪烁的原因，基于现有的显示技术，提出一种易于实现操作方便的方案，即基于PC机的无闪烁数字立体成像系统，经实验证明该系统完全消除了闪烁感，立体感相当强。为了进一步改善终端视频图像的显示性能，需要对送显示前的视频信号进行一定的预处理，因此对基于DSP的无闪烁数字立体成像方案进行了研究。
姜成山[8]（2002）在《转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究》文中研究说明转基因是近年来在生命科学领域广泛应用的新兴技术，目前80%以上的转基因动物模型是利用显微注射法构建完成的。外源基因的注射量关系到细胞的容受量及其成活率。视觉系统是转基因微注射系统的眼睛，是微观世界与宏观世界间的信息桥梁，直接影响操作的准确性和效率。所以，对这两方面的研究具有重要意义。目前，关于这两方面的研究较少，因此本文围绕着转基因微注射系统中的超微量注射控制技术和立体显示技术进行了以下几方面的研究工作：根据转基因超微量注射操作作业的特殊要求，设计出气压电控式超微量注射控制器。就微针端内径、出流量的测量进行了理论探讨和方法阐述。对出流量与诸影响因素间的关系进行了理论推导和试验测试。标定出的系统经实际试用表明，宜人性强，可控性好，重复精度高，能够满足转基因注射精细操作的需要。为了解决常规系统中布置反映实际出流信息的传感器的困难，结合微电子机械系统和微流量控制系统的发展现状，就构建基于MEMS的转基因微注射控制系统进行了可行性分析与探索。从模拟时分立体成像系统到基于倍频的无闪烁立体成像系统，再到带视频信号处理功能的无闪烁立体成像系统，围绕着实现立体、消除闪烁、增强图像显示效果等三方面对时分式立体显示系统进行了深入的研究。将操作者从显微目镜的束缚中解放出来，减轻了微操作环境中人的疲劳，提高了操作效率和成功率。
二、转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究（论文提纲范文）
（1）自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 细胞工程 |
| 1.1.2 细胞内外源物质导入技术 |
| 1.2 细胞注射概念与系统组成 |
| 1.2.1 细胞注射定义及分类 |
| 1.2.2 细胞注射起源与发展 |
| 1.2.3 细胞注射操作特点 |
| 1.2.4 现有细胞注射系统结构与功能组成 |
| 1.3 细胞注射系统与技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1 细胞注射系统国外研究现状 |
| 1.3.2 细胞注射系统国内研究现状 |
| 1.3.3 微流体驱动控制技术现状 |
| 1.3.4 细胞刺膜技术现状 |
| 1.4 自动化细胞注射研究热点及难点 |
| 1.4.1 自动化细胞注射系统结构 |
| 1.4.2 细胞搜索与定位技术 |
| 1.4.3 细胞位置与姿态调整技术 |
| 1.4.4 微注射针快速进给与精确定位技术 |
| 1.4.5 微注射量精确控制技术 |
| 1.5 选题意义与研究内容 |
| 1.5.1 选题意义与课题来源 |
| 1.5.2 研究内容、技术路线及主要工作 |
| 1.5.3 论文内容与结构安排 |
| 2 细胞自动补给实验研究 |
| 2.1 细胞自动补给研究目的 |
| 2.2 细胞自动补给技术 |
| 2.2.1 基本思想 |
| 2.2.2 前期研究 |
| 2.2.3 细胞自动补给驱动方式 |
| 2.2.3.1 微流体数字化技术基本概念与方法 |
| 2.2.3.2 微流体数字化技术原创特征 |
| 2.3 细胞自动补给仪的研制 |
| 2.3.1 细胞自动补给仪工作原理 |
| 2.3.2 细胞自动补给仪设计 |
| 2.4 细胞自动补给仪原理验证与性能测试实验 |
| 2.4.1 驱动原理验证实验 |
| 2.4.1.1 补给微管道内脉冲微流动 |
| 2.4.1.2 补给微管道端口处数字化微喷射 |
| 2.4.2 驱动性能测试实验 |
| 2.4.2.1 驱动电压与流量关系 |
| 2.4.2.2 驱动频率与流量关系 |
| 2.5 小鼠卵母细胞自动补给应用实验 |
| 2.5.1 小鼠卵母细胞制备与选用 |
| 2.5.2 细胞补给实验系统及微管道制备 |
| 2.5.3 自动补给实验 |
| 2.5.3.1 补给微管道内部运动情形 |
| 2.5.3.2 补给微管道端口处运动情形 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 细胞位姿调节技术与实验研究 |
| 3.1 细胞位姿调节技术研究意义 |
| 3.1.1 细胞姿态调整需求分析 |
| 3.1.2 细胞姿态调整现状 |
| 3.1.3 细胞位姿调节技术研究目的 |
| 3.2 细胞位姿调节技术 |
| 3.2.1 细胞微操作方式选择 |
| 3.2.2 细胞位姿调节难点 |
| 3.2.3 细胞位姿调节基本思想 |
| 3.3 细胞位姿调节机理 |
| 3.3.1 细胞模型及特征平面定义 |
| 3.3.2 第一平面内细胞旋转运动 |
| 3.3.3 第二平面内细胞翻滚运动 |
| 3.3.4 第三平面内末端执行器转动 |
| 3.4 细胞位姿调节技术控制模型 |
| 3.4.1 末端执行器内管流控制模型 |
| 3.4.1.1 物理模型与基本假设 |
| 3.4.1.2 控制方程 |
| 3.4.1.3 模型求解 |
| 3.4.2 末端执行器外射流控制模型 |
| 3.4.2.1 末端执行器外射流结构 |
| 3.4.2.2 物理模型 |
| 3.4.2.3 单射流滚动模型控制方程 |
| 3.4.2.4 单射流滚动模型仿真 |
| 3.4.2.5 单射流滚动模型仿真结果与验证 |
| 3.4.2.6 双射流旋转模型仿真结果与验证 |
| 3.5 细胞位姿调节实验 |
| 3.5.1 细胞位姿调节实验系统 |
| 3.5.2 末端执行器制备 |
| 3.5.3 细胞位姿调节典型操作方式 |
| 3.5.3.1 平动转移 |
| 3.5.3.2 翻转调姿 |
| 3.5.3.3 旋转变位 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 数字化进退针装置研究 |
| 4.1 微注射针刺膜运动性能分析 |
| 4.2 数字化进退针装置驱动方式选择 |
| 4.2.1 微进给机构与驱动 |
| 4.2.2 数字化进退针装置驱动方案提出 |
| 4.3 数字化进退针装置运动原理 |
| 4.3.1 工作机理 |
| 4.3.2 动力学模型建立 |
| 4.3.3 动力学模型求解与结果讨论 |
| 4.3.3.1 动力学模型求解 |
| 4.3.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.4 性能汇总与比较 |
| 4.4 数字化进退针装置研制 |
| 4.4.1 数字化进退针装置设计 |
| 4.4.2 压电驱动系统选择 |
| 4.4.3 数字化进退针装置及驱动系统 |
| 4.5 数字化进退针装置性能测试实验 |
| 4.5.1 性能影响因素分析 |
| 4.5.2 性能测试实验系统 |
| 4.5.3 实验结果与分析 |
| 4.5.3.1 驱动电压对进给精度影响 |
| 4.5.3.2 驱动频率对进给量影响 |
| 4.5.3.3 移动块正压力对位移量的影响 |
| 4.5.4 误差分析 |
| 4.6 数字化进退针装置在细胞注射中应用 |
| 4.6.1 数字化刺膜实验装置 |
| 4.6.2 数字化刺膜实验 |
| 4.6.3 实验结果与讨论 |
| 4.6.3.1 驱动电压对实验效率影响 |
| 4.6.3.2 驱动频率对实验效率影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 数字化微注射仪研制 |
| 5.1 研究意义与目的 |
| 5.1.1 细胞注射用微注射器 |
| 5.1.2 数字化微注射仪研制目的 |
| 5.2 数字化微注射仪样机 |
| 5.3 数字化微注射仪性能测试实验 |
| 5.3.1 微注射针尺寸检测 |
| 5.3.2 微液滴尺寸检测 |
| 5.3.3 结果与分析 |
| 5.4 数字化微注射效果验证实验 |
| 5.4.1 实验准备 |
| 5.4.2 数字化微注射 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 自动化细胞注射验证实验研究 |
| 6.1 验证实验研究意义 |
| 6.2 “多操作手分立式”细胞注射实验系统 |
| 6.2.1 系统功能模块 |
| 6.2.2 系统装置组成 |
| 6.3 自动化细胞注射验证实验 |
| 6.3.1 实验步骤与控制流程 |
| 6.3.2 小鼠卵母细胞自动化注射实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点归纳 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 攻读博士学位期间申请专利 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目 |
| 附录A:实验使用仪器 |
| 附录B:实验动物、试剂及耗材 |
（2）视觉自动控制生物显微操作系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物显微操作系统的自动操作意义及国内外研究状况 |
| 1.2 机器人视觉伺服研究的起源、发展方向 |
| 1.3 本课题的选题依据 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数字化细胞微注射机器人系统的组成及工作原理 |
| 2.1 数字化细胞微注射系统的组成 |
| 2.2 数字化细胞微注射系统的工作原理 |
| 2.3 数字化细胞微注射机器人系统各部分详细介绍 |
| 2.3.1 微操作机械手 |
| 2.3.2 倒置显徽镜 |
| 2.3.3 CCD图像传感器 |
| 2.3.4 图像采集卡 |
| 2.3.5 图像处理软件 |
| 2.3.6 手动机械手 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 数字化细胞微注射机器人系统的的标定 |
| 3.1 系统标定理论 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 深度信息的获取 |
| 3.1.3 系统标定精度的提高 |
| 3.2 系统标定结果 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 Matrox采集卡库函数开发 |
| 4.1 操作系统 |
| 4.2 编程环境 |
| 4.3 采集卡和微操作机械手库函数程序二次开发 |
| 4.3.1 采集卡库函数二次开发 |
| 4.3.2 微操作机械手库函数二次开发 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 数字化细胞微注射系统的图象处理 |
| 5.1 图象处理理论 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 数字图像处理技术的应用 |
| 5.2 动态灰度直方图的获取 |
| 5.2.1 图像灰度化处理 |
| 5.2.2 获取灰度直方图的程序实现 |
| 5.3 去除噪声 |
| 5.3.1 噪声模型 |
| 5.3.2 典型的消除噪声方法 |
| 5.4 特征点自动跟踪 |
| 5.5 数字图象处理中出现的问题及其解决办法 |
| 5.5.1 数字图象处理中常出现的问题 |
| 5.5.2 主要问题的一些解决方法 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 细胞注射实验 |
| 6.1 细胞注射实验控制系统工作原理 |
| 6.1.1 控制系统工作原理 |
| 6.1.2 细胞轮廓的提取 |
| 6.2 细胞注射实验 |
| 6.3 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文目录 |
（4）基因工程中的微注射机器人系统（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 微注射机器人系统结构框架 |
| 2 显微视觉及微驱动控制子系统 |
| 1) 显微镜的自动调焦操作 |
| 2) 微操作器运动参数的获取 |
| 3) 视觉伺服反馈控制[4] |
| 3 微注射量控制子系统 |
| 4 结 论 |
（5）DNA超微注射量精密控制技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 转基因微注射系统的组成和特点 |
| 1.3 转基因超微量注射控制器的研究综述 |
| 1.3.1 转基因超微量注射控制器的研究意义 |
| 1.3.2 转基因超微量注射控制器的研究和发展现状 |
| 1.4 DNA超微注射量的检测技术综述 |
| 1.4.1 DNA超微注射量检测技术的研究和发展现状 |
| 1.4.2 显微图像处理系统的研究现状 |
| 1.5 课题来源和本论文的组织结构 |
| 第二章 DNA微流体出流量的动力学特性研究 |
| 2.1 影响DNA微流体出流量的主要因素 |
| 2.2 压力场对微出流量的驱动作用的理论建模研究 |
| 2.2.1 压力场驱动理论建模的基础 |
| 2.2.2 微出流量理论模型的推导 |
| 2.3 压力源驱动微出流量动力学特性的实验研究 |
| 2.3.1 实验方案的设计 |
| 2.3.2 单因素控制下的微出流量的实验研究 |
| 2.4 气泡对DNA微流体运动的影响 |
| 2.5 考虑了边界条件的DNA微流体运动 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 气压电控式DNA微注射量控制器的方案设计 |
| 3.1 微注射量控制器的性能要求 |
| 3.2 气压电控式微注射量控制器的系统设计 |
| 3.3 气压电控式微注射量控制器的参数设计 |
| 3.3.1 输入信号最均匀设计 |
| 3.3.2 遗传算法与正交试验结合法 |
| 3.4 微注射量控制器的容差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气压电控式DNA超微注射量控制器的研制 |
| 4.1 气压力电控制式微注射量控制器的设计 |
| 4.2 气压电控式微注射量控制器的工作原理 |
| 4.2.1 控制器的气压部分的工作原理 |
| 4.2.2 控制器的电气部分的工作原理 |
| 4.3 气压电控制式微注射量控制器的软件的编制 |
| 4.4 气压电控式微注射量控制器的性能测试及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 DNA微注射量的温度场驱动技术的研究 |
| 5.1 微尺度控制的几个主要研究 |
| 5.2 微液体表面张力特性的研究 |
| 5.3 DNA微流体的温度场驱动模型的研究 |
| 5.4 DNA微注射量的温度场控制技术的实验研究 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验设备的制备及材料的选择 |
| 5.4.3 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 DNA微注射量显微视觉检测技术的研究 |
| 6.1 基于数学形态学的微注射量提取法 |
| 6.1.1 图像处理中的数学形态学 |
| 6.1.2 细胞图像的提取 |
| 6.1.3 微注射量数据的获取 |
| 6.2 基于差图像的微注射量测量法 |
| 6.3 基于链码描述边缘检测的微注射量测量 |
| 6.3.1 基于链码跟踪进行图像边缘检测的原理 |
| 6.3.2 微注射量的检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 结束语与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 论文独创性声明及版权使用授权书 |
| 致谢 |
（6）微操作系统中定位控制、人机交互和微量注射问题研究（论文提纲范文）
| 1 绪论 |
| 1.1 微操作系统发展概述 |
| 1.1.1 微操作系统的含义和应用 |
| 1.1.2 主要研究方向及其发展现状 |
| 1.2 本文选题内容及其研究意义 |
| 2 微操作系统总体设计与技术路线选择 |
| 2.1 总体方案设计 |
| 2.1.1 系统功能与需求分析 |
| 2.1.2 系统组成 |
| 2.1.3 系统硬件配置 |
| 2.2 显微视觉分系统的选择与分析 |
| 2.2.1 显微镜的性能比较 |
| 2.2.2 双目显微立体成像模型 |
| 2.3 用于微定位的视觉伺服控制的理论模型研究 |
| 2.3.1 控制模式的分类与选择 |
| 2.3.2 视觉伺服控制的基础理论 |
| 2.3.3 显微视觉伺服控制与宏观视觉伺服控制的差异 |
| 2.3.4 面向三维视觉伺服控制的信息获取 |
| 2.3.5 基于图像的视觉伺服控制模型 |
| 2.4 立体观测在人机交互中的作用及其生理学基础 |
| 2.4.1 面向微操作的人机交互环境需求分析 |
| 2.4.2 立体感产生的生理学和心理学线索 |
| 2.4.3 立体成像技术选择 |
| 2.4.4 双目立体图像显示技术选择 |
| 2.5 微量注射驱动方式的选择与理论分析 |
| 2.5.1 微注射技术在基因导入研究中的应用 |
| 2.5.2 微量液体驱动方式 |
| 2.5.3 显微注射针中液体流动特点 |
| 2.5.4 基于NS方程的近似解析式的建立 |
| 2.5.5 CFD模拟仿真 |
| 2.5.6 微流动中尺度效应的认识和讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于视觉伺服的3D微定位控制研究 |
| 3.1 基于显微立体视觉的伺服控制模型 |
| 3.1.1 CMO型体视显微镜的视觉伺服控制模型 |
| 3.1.2 G型体视显微镜的视觉伺服控制模型 |
| 3.1.3 控制模型参数的确定 |
| 3.2 图像特征跟踪与立体匹配 |
| 3.2.1 图像特征跟踪 |
| 3.2.2 图像特征立体匹配 |
| 3.3 微定位中的避障问题研究和优化 |
| 3.3.1 卷包裹法避障 |
| 3.3.2 基于深度搜索的曲线跟踪法避障 |
| 3.4 实验结果和讨论 |
| 3.4.1 二维定位控制实验与分析 |
| 3.4.2 三维视觉伺服微定位实验 |
| 3.4.3 避障实验 |
| 3.4.4 应用实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于立体视觉的人机交互实时微操作操纵环境 |
| 4.1 人机交互实时操纵微操作控制模型建立及其性能分析 |
| 4.2 双目显微时分立体显示技术 |
| 4.2.1 双目成像原理 |
| 4.2.2 立体显示中闪烁问题的分析 |
| 4.2.3 基于时分法的双缓冲软倍频技术 |
| 4.2.4 微操作系统的显微立体图像显示分系统 |
| 4.3 微操作实时操纵技术 |
| 4.3.1 控制指令输入模块设计 |
| 4.3.2 控制指令的处理模块设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微量注射装置与注射机理研究 |
| 5.1 微锥形管道内连续流流动观测实验 |
| 5.1.1 微流动试件的制备与测量 |
| 5.1.2 微流动特性观测实验平台 |
| 5.1.3 实验不确定度计算 |
| 5.1.4 实验结果与分析 |
| 5.2 微量注射仪的研制 |
| 5.2.1 压力驱动部分设计 |
| 5.2.2 控制电路设计 |
| 5.2.3 软件设计 |
| 5.2.4 综合技术指标 |
| 5.3 微量注射实验与分析 |
| 5.3.1 微量液体体积测量方法选择 |
| 5.3.2 实验装置与实验步骤 |
| 5.3.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 主要研究工作 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 创新点归纳 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）微操作系统双目时分立体成像技术的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微操作系统综述 |
| 1.2 立体成像研究现状的分析 |
| 1.3 本课题的选题意义和主要研究内容 |
| 第二章 立体成像综述 |
| 2.2 人眼立体视觉原理 |
| 2.1.1 单眼立体信息 |
| 2.1.2 双眼立体视觉 |
| 2.1.3 继时显示与立体视觉 |
| 2.2 人眼闪烁感觉的分析 |
| 2.3 立体成像方案 |
| 第三章 立体成像的实现 |
| 3.1 模拟时分立体成像方案 |
| 3.1.1 模拟时分立体成像方案原理 |
| 3.1.2 模拟时分立体成像系统中闪烁问题的分析 |
| 3.2 基于PC机的无闪烁数字立体成像系统 |
| 3.2.1 显示器原理 |
| 3.2.2 显示器的发展和VGA视频信号 |
| 3.2.3 液晶立体眼镜原理 |
| 3.2.4 立体图像的产生 |
| 3.2.5 基于PC机的无闪烁立体成像系统的实现 |
| 3.2.6 硬件倍频器的实现 |
| 3.3 基于DSP的无闪烁数字立体成像系统 |
| 3.3.1 系统硬件设计 |
| 3.3.2 系统功能 |
| 第四章 操作软件的设计 |
| 4.1 天敏SDK-2000图像采集卡 |
| 4.2 软件设计 |
| 4.2.1 操作界面 |
| 4.2.2 图像采集窗口 |
| 第五章 结论和进一步发展 |
| 参考文献 |
| 附： 作者在攻读硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
| 附录1 倍频器电略原理图 |
| 附录2 倍频器面板电路图 |
| 附录3 汇编程序 |
（8）转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 图表索引 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 转基因技术手段综述 |
| 1.2 转基因微细作业系统应具有的功能 |
| 1.3 转基因微细作业系统组成 |
| 1.4 显微注射技术现状 |
| 1.5 微细作业系统中视觉子系统现状 |
| 1.6 选题意义、来源及主要研究内容 |
| 第二章 气压电控式超微量注射控制器的研制 |
| 2.1 气压电控式超微量注射控制器的工作原理 |
| 2.2 气压电控式超微量注射控制器的设计 |
| 2.3 出流量与影响因素间关系的理论预测 |
| 2.4 出流量的测量 |
| 2.4.1 微滴法 |
| 2.4.2 N次平均法 |
| 2.4.3 放射性同位素-液体闪烁计数器法 |
| 2.5 端内径的测量 |
| 2.5.1 直接显微测量法 |
| 2.5.2 间接测量法 |
| 2.6 试验设计与结果分析 |
| 2.6.1 端内径和出流量测量 |
| 2.6.2 试验设计 |
| 2.6.3 结果与分析 |
| 2.7 基于MEMS的超微量注射闭环控制系统的构建 |
| 2.7.1 基于MEMS的转基因控制系统描述 |
| 2.7.2 压阻式微流量传感器测量原理推导 |
| 第三章 转基因微细作业系统中立体成像技术的选择 |
| 3.1 立体视觉的生理学和心理学基础 |
| 3.1.1 人眼视觉及其传导 |
| 3.1.2 人的立体视觉因素 |
| 3.1.3 立体视觉的形成过程 |
| 3.1.4 继时显示与立体视觉 |
| 3.2 微细作业系统中立体成像技术的选择 |
| 3.2.1 立体成像技术的历史及现状 |
| 3.2.2 转基因微细作业系统对于立体成像系统的要求 |
| 3.2.3 转基因微细作业系统中立体成像技术的选择 |
| 第四章 双目时分立体成像技术的研究 |
| 4.1 模拟时分立体成像系统 |
| 4.1.1 模拟时分立体成像原理 |
| 4.1.2 硬件方案 |
| 4.1.3 软件设计 |
| 4.1.4 试验结果与分析 |
| 4.2 基于倍频的无闪烁立体成像系统 |
| 4.3 带视频信号处理功能的立体成像方案 |
| 4.3.1 A/D变换 |
| 4.3.2 数字解码及信号空间变换 |
| 4.3.3 视频增强处理 |
| 4.3.4 视频D/AHI |
| 4.3.5 PCI总线及总线接口器件AMCCS |
| 第五章 结束语 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ气压电控式超微量注射控制器控制程序 |
| 附录Ⅱ模拟时分立体成像控制程序 |
| 附录Ⅲ基于MCU的倍频式无闪烁立体成像系统控制程序 |
| 附录Ⅳ气压电控式样超微量注射控制器电路原理图 |
| 附录Ⅴ模拟时分立体成像系统电路原理图 |
| 附录Ⅵ基于MCU的倍频式无闪烁立体成像控制系统电路原理 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
四、转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究（论文参考文献）
- [1]自动化细胞注射中微操作与微注射技术及实验研究[D]. 田桂中. 南京理工大学, 2008(01)
- [2]视觉自动控制生物显微操作系统研究[D]. 郭阿全. 厦门大学, 2008(08)
- [3]锥形轴对称微管道内流动特性实验研究[J]. 徐征,李战华,刘冲,崔海航,王立鼎. 应用力学学报, 2004(02)
- [4]基因工程中的微注射机器人系统[J]. 张灵,章云,杨宜民. 计算机应用与软件, 2004(05)
- [5]DNA超微注射量精密控制技术的研究[D]. 张灵. 广东工业大学, 2004(03)
- [6]微操作系统中定位控制、人机交互和微量注射问题研究[D]. 徐征. 大连理工大学, 2003(04)
- [7]微操作系统双目时分立体成像技术的研究[D]. 熊红艳. 广东工业大学, 2002(02)
- [8]转基因微细作业系统中超微量注射及双目时分立体成像技术的研究[D]. 姜成山. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2002(02)
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