[发明专利]纳米操作机器人前馈控制方法、介质、电子设备及系统

权利要求书

1.纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制纳米操作机器人分别在X轴和Y轴方向上运动；

S2、通过扫描电镜获取纳米操作机器人上碳纳米管的尖端图像，得到碳纳米管尖端的运动轨迹作为纳米操作机器人的运动轨迹；所述运动轨迹包括X轴运动轨迹和Y轴运动轨迹；

S3、根据运动轨迹得到偏移量，并根据偏移量和压电陶瓷驱动器的伸长量之间的关系构建线性误差模型；所述偏移量包括X轴偏移量和Y轴偏移量，所述压电陶瓷驱动器包括X轴压电陶瓷驱动器和Y轴压电陶瓷驱动器，所述线性误差模型包括X轴线性误差模型和Y轴线性误差模型；

S4、在纳米操作机器人沿目标轨迹运动时，通过扫描电镜实时获取纳米操作机器人上碳纳米管的尖端图像以得到纳米操作机器人的当前位移，根据当前位移得到当前压电陶瓷驱动器的伸长量，并根据线性误差模型计算当前偏移量，调节压电陶瓷驱动器的电压对当前偏移量进行补偿。

2.如权利要求1所述的纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21、通过扫描电镜获取纳米操作机器人上碳纳米管的尖端图像；

S22、对碳纳米管的尖端图像进行高斯滤波；

S23、采用自适应二值分割的方法将碳纳米管的边缘从背景当中分离出来，以二值矩阵的形式存储；

S24、对分离的碳纳米管的边缘进行闭运算以得到具有完整轮廓的碳纳米管，轮廓的形式为二值矩阵；

S25、提取最大连通域以排除杂散点；

S26、获取二值矩阵中值为1的点对应的坐标，即为轮廓上的点在图像空间中的位置，通过遍历轮廓点坐标找出其中最小或最大的X坐标值即得到碳纳米管的尖端位置，通过连续的尖端图像得到碳纳米管尖端的运动轨迹。

3.如权利要求1所述的纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，在步骤S1中，通过设置步距，控制纳米操作机器人按照设置的步距分别在X轴和Y轴方向上匀速运动；在步骤S2中，每移动一个步距，通过扫描电镜获取纳米操作机器人上碳纳米管的尖端图像。

4.如权利要求1所述的纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，在步骤S4中，纳米操作机器人按照设置的步距沿目标轨迹运动，每移动一个步距，通过扫描电镜获取纳米操作机器人上碳纳米管的尖端图像，并对偏移量进行补偿。

5.如权利要求1所述的纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，Y轴方向上的偏移量与X轴压电陶瓷驱动器的伸长量呈线性关系，X轴方向上的偏移量与Y轴压电陶瓷驱动器的伸长量呈线性关系。

6.如权利要求1所述的纳米操作机器人前馈控制方法，其特征在于，所述碳纳米管的一端连接在AFM探针上。

7.计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行如权利要求1-6任意一项所述的纳米操作机器人前馈控制方法。

8.电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述如权利要求1-6任意一项所述的纳米操作机器人前馈控制方法。