近年来,MEMS陀螺仪因其体积小、重量轻、能耗低等优点被广泛应用于航空航天、医疗、军事等各个领域,但是受现有微加工工艺的限制,国产MEMS陀螺仪性能无法满足一些高精度场合的要求。为了提高MEMS陀螺仪的综合性能,可采用激光刻蚀的方式对陀螺仪的内部结构进行修调,由于MEMS陀螺仪的尺寸属于微米甚至纳米级,对激光光斑中心和加工起始点的定位精度要求较高,而传统的由人工借助显微镜的定位方式却无法满足定位精度的要求。为了提高定位精度和加工效率,本文研制了一套面向MEMS陀螺仪的显微视觉定位系统,实现了对激光光斑中心和加工起始点的定位和对位。全文研究工作主要包括以下几个方面内容:1、针对面向MEMS陀螺仪的显微视觉定位系统的要求,进行了硬件部分的选型以及软件环境的搭建。2、分析了相机成像模型以及镜头畸变模型,并对宏观视觉下的相机标定方法进行了调研,针对显微视觉的特点,采用一种基于变倍率法的相机标定方法完成显微视觉系统的标定。3、根据MEMS陀螺仪修调工艺中常用的皮秒脉冲激光光斑图像灰度分布特点,提出了一种基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法,利用光斑图像的灰度直方图计算出合适的阈值,对光斑图像进行自适应阈值分割,然后使用灰度重心法计算目标图案的中心。仿真和实验结果表明,在辐照时间不同的条件下,本文算法的定位精度为0.309μm,在激光功率不同的条件下,本文算法的定位精度为0.322μm,均高于传统的灰度重心法和最大行列灰度值法。4、根据MEMS陀螺仪的显微结构,确定了以三角形梁的顶点作为加工起始点,提出了一种基于霍夫变换法与最小二乘法相结合的加工起始点定位算法,首先使用中值滤波和OTSU阈值分割法进行图像预处理,然后利用Canny边缘检测算法提取三角形梁的边缘像素点,接着使用霍夫变换和最小二乘法相结合的方法进行边缘的直线拟合,最后根据拟合的直线方程计算顶点坐标。仿真和实验结果表明,在数据点集的直线拟合和MEMS陀螺仪三角形梁的加工起始点定位方面,本文算法的精度均高于霍夫变换法。5、搭建面向MEMS陀螺仪的显微视觉定位系统实验平台,编写人机交互界面,将相机标定算法、激光光斑中心和加工起始点定位算法与运动控制结合,实现了加工起始点与激光光斑中心的定位及对位功能。实验结果表明,系统在x和y方向上的定位精度分别为1.545μm和1.273μm,均满足误差2μm的要求,平均每次定位时间为9s,效率较人工定位方式有所提高。