摘要：面向高速高精度原子力显微镜(AFM)的扫描成像策略是当今微纳米控制领域的热点问题.本文设计了一种新型的原子力显微镜接触式扫描算法,该算法充分挖掘了AFM压电陶瓷运动平台和微悬臂的动力学特性,通过对微悬臂偏转角进行跟踪控制以达到AFM高速高精度成像的目的.在动力学建模方面,本文提出了一种新颖的基于AFM压电陶瓷运动平台动态方程及微悬臂动态特性的复合动力学模型,该模型所构建的动力学系统可以通过压电陶瓷的输入电压对微悬臂偏转角进行精确控制.在此基础上,本文设计了一种新型的图像融合算法,利用AFM正反向扫描得到的两幅图像进行融合匹配,能够较好地消除AFM控制周期暂态特性所带来的图像畸变,提高AFM扫描成像准确度.本文所提出扫描成像策略的有效性在AFM实验平台上进行了验证,实验结果表明此成像策略能够在较高扫描频率下得到较为理想的成像效果.最后通过对比实验将这种方法与传统接触式扫描算法的成像效果进行了比较,结果表明对比传统方法本文所提出的AFM成像策略可以更好地保证成像速度和精确度.

摘要：原子力显微镜能够在光学显微镜的协助下,克服自身成像范围的限制获得更大的成像视野,同时保证纳米级的成像精度.该方法需要实现原子力显微镜成像结果在光学视野中的精确定位,而解决该问题的关键是进行两种显微图像之间的准确配准.因此,本文提出了一种基于几何特征相似度评估的跨尺度图像配准算法,为进一步在原子力/光学显微镜共焦系统中实现精确定位和成像提供了基础.具体而言,本文首先利用原子力显微镜的探针在样品表面进行压印,刻画出固定尺寸的几何图案,用以标定原子力显微镜和光学显微镜成像尺度之间的比例,为图像配准提供先验知识.随后,本文设计了一种先进的图像处理算法,分别提取原子力/光学显微镜图像中几何图案的特征,并将其存储为内角向量和边长向量.最后,基于成像尺度比例和几何特征,提出了一种新型的几何特征相似度评价函数,通过对内角特征相似度和边长特征相似度进行加权融合,实现高精度的跨尺度显微图像配准.实验部分针对四种不同几何图案进行图像配准,并对实验结果进行详细分析,验证了本文方法的良好性能.

摘要：高速公路在我国经济社会发展中占据着重要地位,也是城市化进程的重要体现。当前发展中,各地区经济文化交流程度的不断加深,高速公路工程建设得到了进一步发展,养护施工安全管理工作也成为社会关注的重点。论文分析了影响高速公路养护安全施工的因素,并结合当前高速公路养护施工安全管理现状,探讨了相应的安全管理措施。