[发明专利]微装配系统的显微视觉系统的显微视场空间数字化方法及系统

权利要求书

1.一种微装配系统的显微视觉系统的显微视场空间数字化方法，其特征在于，所述方法是采用计算机显微视觉断层扫描技术和基于计算机显微视觉断层扫描获得的断层扫描图像的三维显微视场空间数字化重构技术获得微装配系统的显微视觉系统的显微视场空间数字化信息，所述方法步骤如下：

(1)采用计算机显微视觉断层扫描技术获取X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的断层扫描图像序列以及精密定位系统的位移量序列；

所述步骤(1)包括：

(1.1)确定沿定义坐标系X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向进行显微视觉断层扫描的精密定位系统的步长、运动方向、运动方式、运动速度、初始位置以及初始位置时沿X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的单目显微视觉系统物镜距定义坐标系原点的垂直距离与与与或者与与与确定显微视觉系统I(2)光轴穿过焦平面的图像主点位置为显微视觉系统II(7)光轴穿过焦平面的图像主点位置为显微视觉系统III(14)光轴穿过焦平面的图像主点位置为确定显微视觉系统Ⅳ(17)光轴穿过焦平面的图像主点位置；确定相应的显微视觉系统的视场分辨率大小、景深大小、像元尺寸、放大倍数，设置合适的光源光强；

(1.2)针对X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的显微视觉系统，精密定位系统控制各方向单目显微视觉系统获取沿X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的断层扫描图像序列以及精密定位系统位移序列；

精密定位系统控制单目显微视觉系统沿X、Y、Z轴方向分别以运动步长Δ_x、Δ_y、Δ_z进行断层扫描获得X、Y、Z轴方向的二维断层扫描图像序列，并分别记录如下：

记录相应的精密定位系统位移序列如下：

其中Img_x、Img_y、Img_z为计算机显微视觉断层扫描获得的分别沿定义坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向断层扫描图像序列构成的向量；D_x、D_y、D_z为计算机显微视觉断层扫描时获得的断层扫描图像序列对应的精密定位系统沿定义坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向的位移向量；x_N、y_N、z_N分别为三维正交方向计算机显微视觉断层扫描次数；

精密定位系统沿定义坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向进行断层扫描时的位移量与各自的运动步长Δ_x、Δ_y、Δ_z的关系如下：

x_i＝x₁,x₂,…,x_N

y_i＝y₁,y₂,…,y_N

z_i＝z₁,z₂,…,z_N；

精密定位系统断层扫描步长Δ_x、Δ_y、Δ_z需要满足：

其中DOF_x、DOF_y、DOF_z分别为沿定义坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向进行断层扫描的显微视觉系统的景深；

针对R轴方向计算机显微视觉断层扫描，则利用精密定位系统(18)控制单目显微视觉系统Ⅳ(17)获取断层图像序列构建的图像向量Img_R，记录断层扫描的精密定位系统(18)的位移量D_R；其中精密定位系统的运动步长Δ_R小于等于显微视觉系统Ⅳ(17)的景深；

(2)根据获得的断层扫描图像序列以及精密定位系统的步长序列，重构X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的断层扫描图像相应的三维断层视场空间，计算三维断层视场空间数字化信息，得到各方向上扩展的数字化显微视场空间，并计算微装配系统的显微视觉系统的数字化显微视场空间；步骤(2)具体包括：

(2.1)利用X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的断层扫描图像序列以及精密定位系统步长序列获取对应的三维断层视场空间序列向量；

(2.2)去除各三维断层视场空间以外的信息；

(2.3)沿X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的三维断层视场空间的栅格化及栅格数值化，获得各三维断层视场空间数字化信息；

(2.4)根据X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的三维断层视场空间数字化信息分别计算微装配系统在对应方向上的单目显微视觉系统的扩展的数字化显微视场空间；

(2.5)沿X轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴、或者X轴和Y轴和Z轴和R轴方向的各单目显微视觉系统的扩展的数字化的显微视场空间的三维空间关系匹配；

(2.6)计算微装配系统的显微视觉系统的显微视场空间的相交视场空间；

所述的微装配系统的显微视觉系统的显微视场空间为构成微装配系统的双目、多目正交的显微视觉系统的相交视场空间。