マイクロエレクトロニクス製造分野におけるマイクロ・ナノ操作の応用ニーズに対応し、複雑な環境下での不規則な微小部品の組立における高精度な認識と経路計画の課題を解決するため、本論文では改良された特徴点マッチングとアリコロニー最適化を用いたマイクロ操作制御手法を提案する。不規則な金属微小部品を操作対象、ピペットを操作ツールとし、BRISK-SURFを基盤とした特徴点抽出およびスケール-構造一貫性フィルタリング機構を構築し、回転や遮蔽などの複雑な条件下でも頑健な認識と操作点の高精度な位置決めを実現する。さらに、A^*事前計画を融合した改良アリコロニー経路最適化アルゴリズムを設計し、不均一な初期フェロモン設定、障害因子の導入および適応的ヒューリスティック関数により、全体探索能力と収束速度を向上させた。最後に、マイクロ操作実験プラットフォームを構築し、多目的球および不規則微小部品の組立実験を実施した。実験結果は、本手法が微小部品の操作点位置誤差を1 μm以下に抑え、既存のSIFTおよびORBベースの視覚位置決定アルゴリズムに比べて堅牢性が高いこと、改良アリコロニーアルゴリズムは従来アルゴリズムに比べ経路長を平均11.71%、探索時間を平均20.17%短縮したことを示した。提案手法は複雑な作業条件下での高精度なマイクロ操作の自動化ニーズを満たすことができる。

マイクロ操作;微小部品;特徴点マッチング;経路計画