近年来,微操作系统被广泛地应用到微机电系统MEMS(Micro Electro Mechanical System)、微光电子机械系统MOEMS(Micro Opto Electro Mechanical System)和生物微机电系统Bio MEMS(Biological Micro Electro Mechanical System)等领域。微操作系统中采用自动聚焦技术可以获得微操作任务过程中清晰的焦平面图像,进而通过多自由度的微动平台可以实现微操作任务的高精度定位。本文针对微动平台进行设计并对自动聚焦技术进行研究和改进,具体内容如下:首先概述了对微操作系统进行研究的目的和意义,分析了微动平台和自动聚焦技术在微操作系统中的作用,回顾了微动平台和自动聚焦技术在国内外的研究现状,确定了本论文的研究内容和方向。对微操作系统的总体结构进行阐述,说明了微操作系统的特殊性,并对微操作系统的各个模块实现的功能和作用进行分析。并进行了微动平台的软硬件设计,其中运动控制卡核心为STM32芯片,通过运动控制卡控制四个驱动器驱动四个高精度步进电机实现高精度空间定位。在自动聚焦技术中的基础理论和方法方面,首先通过介绍光学成像原理说明模糊图像的成像原因,然后介绍自动聚焦技术的分类,通过对比各种方法,说明基于图像处理的自动聚焦技术的优势。在DFF自动聚焦技术中,对其关键问题进行研究和改进。介绍了DFF自动聚焦技术中的三大问题:聚焦评价函数、聚焦窗口选择方法和聚焦策略。对传统的SUSAN算法和DCT算法进行改进,使改进后的SUSAN算法不受光强变化的影响,并提高改进后的DCT算法在峰值附近的灵敏度,将这两种改进后的算法结合形成新的组合聚焦评价算法。第四节中提出一种动态聚焦窗口选择方法,该方法能根据图像信息,自适应调整聚焦窗口位置和大小,提高了灵活性和适用性。为了配合课题研究分析,使用VS2010和Open CV开发了相应的自动聚焦性能测试软件和微操作系统定位控制软件。最后,总结了本论文主要研究成果,并阐述下一步的研究方向和内容。