[發(fā)明專利]一種微納米視覺運(yùn)動追蹤系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113074766B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑞洲;蔡遠(yuǎn)馨;王晗
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01B11/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發(fā)明提供一種面向微納米視覺運(yùn)動追蹤系統(tǒng)，生成平面運(yùn)動軌跡并獲取視覺運(yùn)動追蹤測量精度作為基準(zhǔn)精度；向微納米視覺運(yùn)動追蹤系統(tǒng)中輸入不同的軸向偏差位移激勵源信號，獲取在不同軸向偏差位移激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度；使用評價函數(shù)獲取每種激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度；根據(jù)基準(zhǔn)精度及每種激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度計(jì)算精度劣化比例，得到評估結(jié)果。本發(fā)明可用于評估現(xiàn)有的各種類型微納米級視覺運(yùn)動追蹤技術(shù)，建立由軸向偏差位移量到測量精度變化值的映射，將軸向偏移引起的測量誤差從系統(tǒng)噪聲中剝離，進(jìn)一步擴(kuò)充微納米級視覺運(yùn)動追蹤測量對象的適用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納米級視覺運(yùn)動追蹤領(lǐng)域，更具體的，涉及一種面向微納米視覺運(yùn)動追蹤的抗軸向偏差性能評估方法。

背景技術(shù)

視覺測量的原理，是相機(jī)對焦到某一平面成像，利用所獲取圖像的像素?cái)?shù)據(jù)，解算出位移量。這一原理，限制了測量對象必須保持在對焦的平面。在與對焦平面垂直的軸向方向所產(chǎn)生的偏差位移，會降低視覺測量精度。面向顯微視覺的測量精度，可達(dá)到微納米級。在測量精度提高的同時，軸向偏差位移對測量精度的影響隨之加大。這意味著，測量對象需要更為嚴(yán)格地保持在對焦的平面。然而，測量對象廣泛存在偏離對焦平面的軸向偏差位移，尤其是處于運(yùn)動中的測量對象。

測量對象(在運(yùn)動過程中)所產(chǎn)生的偏離對焦平面的軸向偏差位移，影響成像數(shù)據(jù)，進(jìn)而經(jīng)由圖像處理算法，影響到測量精度。現(xiàn)有技術(shù)，未能建立由軸向偏差位移量到測量精度變化值的映射，只能將這種軸向偏移引起的測量誤差，作為視覺運(yùn)動追蹤技術(shù)系統(tǒng)噪聲的一部分，無法剝離、無法補(bǔ)償、無法消除等，制約了測量精度的進(jìn)一步提升。

現(xiàn)有微納米級視覺運(yùn)動追蹤技術(shù)，硬件組合類型眾多，處理方法與計(jì)算算法也多種多樣。針對某一種特定的硬件、測量方法或者數(shù)據(jù)處理算法，在運(yùn)動追蹤對象產(chǎn)生軸向偏差位移時，現(xiàn)有技術(shù)由于無法評估由軸向偏移引起的測量精度變化值，因此其保持特定測量精度所容許的軸向偏差范圍不可知。

隨著微納米視覺運(yùn)動追蹤技術(shù)的廣泛應(yīng)用和測量精度的逐步提高，需要適配的測量對象增多，且更高精度的測量手段對軸向偏差的容許能力降低。現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)對軸向偏差位移所引起測量精度變化的量化評估，約束了測量對象范圍。

公開號為CN108983702A的中國專利于2020年11月27日公開了一種面向計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)的顯微視覺系統(tǒng)的顯微視場數(shù)字化擴(kuò)展方法及系統(tǒng)，包含微納尺度內(nèi)對焦、成像及位移計(jì)算，但并未涉及運(yùn)動追蹤及抗軸向偏移評估；公開號為CN111551117A的中國發(fā)明專利申請于2020年8月18日公開了一種顯微圖像焦點(diǎn)漂移距離的測量方法及系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備，包含在微納尺度計(jì)算功率譜與高速測量，但也并未涉及運(yùn)動追蹤及抗軸向偏移評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有的微納米視覺運(yùn)動追蹤技術(shù)存在無法實(shí)現(xiàn)對軸向偏差位移所引起測量精度變化的量化評估的技術(shù)缺陷，提供一種面向微納米視覺運(yùn)動追蹤的抗軸向偏差性能評估方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

面向微納米視覺運(yùn)動追蹤的抗軸向偏差性能評估方法，包括以下步驟：

S1：構(gòu)建微納米視覺運(yùn)動追蹤系統(tǒng)，生成平面運(yùn)動軌跡，作為視覺運(yùn)動追蹤對象，獲取視覺運(yùn)動追蹤測量精度作為基準(zhǔn)精度；

S2：向微納米視覺運(yùn)動追蹤系統(tǒng)中輸入不同的軸向偏差位移激勵源信號，生成與平面運(yùn)動軌跡坐標(biāo)一一對應(yīng)的軸向偏差位移運(yùn)動軌跡，獲取在不同軸向偏差位移激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度；

S3：使用評價函數(shù)，對不同軸向偏差位移激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度的影響分別進(jìn)行評估，獲取每種激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度；

S4：根據(jù)基準(zhǔn)精度及每種激勵信號下的視覺運(yùn)動追蹤精度計(jì)算精度劣化比例，得到評估結(jié)果。