[發明專利]用于操縱對象以進行成像的系統和方法

有效

• 申請號: 201610304953.6
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN106891331B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 申亞京;萬文鋒;張立軍
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

一種用于操縱對象以便由成像裝置進行成像的方法，所述方法包括以下步驟：將對象圍繞旋轉軸線旋轉到多個角度位置；在所述多個角度位置中的每一個獲取對象的圖像；以及對所述多個角度位置確定對象所需的相應平移，所述平移沿著大體垂直于旋轉軸線的平面；其中相應的平移被布置成將對象對準到旋轉軸線上以便保持對象處于成像裝置的視域內。

技術領域

本發明涉及成像領域，且具體地但非排他性地涉及用于將對象對準到成像裝置視域，以便在不同的角度位置對被轉動的對象進行成像的系統和方法。

背景技術

在許多應用中，諸如微缺陷檢測、精確操縱、和原位材料表征等的應用，在小尺度下以高的放大倍率和大的視區對對象進行成像是理想的。顯微成像技術是其中一種適于這些應用的技術。這是因為顯微成像裝置可對微米或納米尺寸的樣本對象以高達納米級的分辨率進行成像，并且通過移動樣本臺并對在不同位置下的樣本對象在同一平面上成像，可獲得大的顯微視區。

盡管有這些優點，但是大部分現有的顯微鏡系統僅可從一個固定的方向進行成像。因此，樣本對象的一些其它表面沒有成像，導致信息丟失。更重要的是，從單一表面所獲得的信息通常是不完整的，且因此不能完全反映對象的整體特性。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種用于操縱對象以便由成像裝置進行成像的方法，所述方法包括以下步驟：將對象圍繞旋轉軸線旋轉到多個角度位置；在所述多個角度位置中的每一個獲取對象的圖像；以及對所述多個角度位置確定對象所需的相應平移，所述平移沿著大體垂直于旋轉軸線的平面；其中相應的平移被布置成將對象對準到旋轉軸線上以便保持對象處于成像裝置的視域內。

在第一方面的一個實施例中，所述旋轉軸線大體垂直于成像裝置的成像軸線，以及所述平面大體平行于所述成像裝置的成像軸線。

在第一方面的一個實施例中，所述多個角度位置包括第一角度位置、第二角度位置和第三角度位置，其中第一角度位置和第二角度位置之間的角度間隔與第二角度位置和第三角度位置之間的角度間隔相同。

在第一方面的一個實施例中，在步驟(c)中在多個角度位置的每一個中確定對象所需平移的步驟包括：將在對象空間中的對象的位置映射到在圖像空間中的圖像上該對象的位置；以及基于對象在圖像空間中在圖像中的位置差異來確定對象在對象空間中所需的平移。

在第一方面的一個實施例中，基于下述公式將在對象空間中的對象位置[x_N，y_N，z_N]^T映射到在圖像空間中的圖像上該對象的位置[x_M，y_M，z_M]^T：

其中

θ_x，θ_y和θ_z是對象空間相對于圖像空間分別圍繞在圖像空間中的旋轉軸線X_M，Y_M和Z_M的旋轉角度；[x_T，y_T，z_T]^T是對象空間和圖像空間之間的平移；以及u是圖像中像素的尺寸。

在第一方面的一個實施例中，在對象空間中的對象的位置是對象的目標點在對象空間中的位置。

在第一方面的一個實施例中，該方法還包括使用Canny邊緣檢測算法在對象空間中選擇對象的目標點的步驟。

在第一方面的一個實施例中，對于特定角度間隔的對象所需的平移是基于下述公式來確定的：