[發明專利]微裝配系統的顯微視覺系統的顯微視場空間數字化方法及系統

有效

• 申請號: 201810620474.4
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108961419B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 王代華;王坎;高賢永
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種微裝配系統的顯微視覺系統的顯微視場空間數字化方法，其特征在于，所述方法是采用計算機顯微視覺斷層掃描技術和基于計算機顯微視覺斷層掃描獲得的斷層掃描圖像的三維顯微視場空間數字化重構技術獲得微裝配系統的顯微視覺系統的顯微視場空間數字化信息，所述方法步驟如下：

(1)采用計算機顯微視覺斷層掃描技術獲取X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的斷層掃描圖像序列以及精密定位系統的位移量序列；

所述步驟(1)包括：

(1.1)確定沿定義坐標系X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向進行顯微視覺斷層掃描的精密定位系統的步長、運動方向、運動方式、運動速度、初始位置以及初始位置時沿X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的單目顯微視覺系統物鏡距定義坐標系原點的垂直距離與與與或者與與與確定顯微視覺系統I(2)光軸穿過焦平面的圖像主點位置為顯微視覺系統II(7)光軸穿過焦平面的圖像主點位置為顯微視覺系統III(14)光軸穿過焦平面的圖像主點位置為確定顯微視覺系統Ⅳ(17)光軸穿過焦平面的圖像主點位置；確定相應的顯微視覺系統的視場分辨率大小、景深大小、像元尺寸、放大倍數，設置合適的光源光強；

(1.2)針對X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的顯微視覺系統，精密定位系統控制各方向單目顯微視覺系統獲取沿X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的斷層掃描圖像序列以及精密定位系統位移序列；

精密定位系統控制單目顯微視覺系統沿X、Y、Z軸方向分別以運動步長Δ_x、Δ_y、Δ_z進行斷層掃描獲得X、Y、Z軸方向的二維斷層掃描圖像序列，并分別記錄如下：

記錄相應的精密定位系統位移序列如下：

其中Img_x、Img_y、Img_z為計算機顯微視覺斷層掃描獲得的分別沿定義坐標系的X軸、Y軸、Z軸方向斷層掃描圖像序列構成的向量；D_x、D_y、D_z為計算機顯微視覺斷層掃描時獲得的斷層掃描圖像序列對應的精密定位系統沿定義坐標系的X軸、Y軸、Z軸方向的位移向量；x_N、y_N、z_N分別為三維正交方向計算機顯微視覺斷層掃描次數；

精密定位系統沿定義坐標系的X軸、Y軸、Z軸方向進行斷層掃描時的位移量與各自的運動步長Δ_x、Δ_y、Δ_z的關系如下：

x_i＝x₁,x₂,…,x_N

y_i＝y₁,y₂,…,y_N

z_i＝z₁,z₂,…,z_N；

精密定位系統斷層掃描步長Δ_x、Δ_y、Δ_z需要滿足：

其中DOF_x、DOF_y、DOF_z分別為沿定義坐標系的X軸、Y軸、Z軸方向進行斷層掃描的顯微視覺系統的景深；

針對R軸方向計算機顯微視覺斷層掃描，則利用精密定位系統(18)控制單目顯微視覺系統Ⅳ(17)獲取斷層圖像序列構建的圖像向量Img_R，記錄斷層掃描的精密定位系統(18)的位移量D_R；其中精密定位系統的運動步長Δ_R小于等于顯微視覺系統Ⅳ(17)的景深；

(2)根據獲得的斷層掃描圖像序列以及精密定位系統的步長序列，重構X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的斷層掃描圖像相應的三維斷層視場空間，計算三維斷層視場空間數字化信息，得到各方向上擴展的數字化顯微視場空間，并計算微裝配系統的顯微視覺系統的數字化顯微視場空間；步驟(2)具體包括：

(2.1)利用X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的斷層掃描圖像序列以及精密定位系統步長序列獲取對應的三維斷層視場空間序列向量；

(2.2)去除各三維斷層視場空間以外的信息；

(2.3)沿X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的三維斷層視場空間的柵格化及柵格數值化，獲得各三維斷層視場空間數字化信息；

(2.4)根據X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的三維斷層視場空間數字化信息分別計算微裝配系統在對應方向上的單目顯微視覺系統的擴展的數字化顯微視場空間；

(2.5)沿X軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸、或者X軸和Y軸和Z軸和R軸方向的各單目顯微視覺系統的擴展的數字化的顯微視場空間的三維空間關系匹配；

(2.6)計算微裝配系統的顯微視覺系統的顯微視場空間的相交視場空間；

所述的微裝配系統的顯微視覺系統的顯微視場空間為構成微裝配系統的雙目、多目正交的顯微視覺系統的相交視場空間。