[发明专利]基于双显微相机主动运动的微球孔姿态测量方法

权利要求书

1.一种基于双显微相机主动运动的微球孔姿态测量方法，应用于基于双显微相机的微球孔姿态测量装置，该装置包括第一相机运动机构、第二相机运动机构、分别固设于所述第一相机运动机构、所述第二相机运动机构的第一显微相机和第二显微相机、第一支架、第二支架、隔振平台、微球调整平台、微球，所述微球上的微孔垂直向上，其特征在于，该方法包括：

步骤S100，调整所述第一显微相机、所述第二显微相机的位置，使所述微孔的中心点分别在两台显微相机的图像坐标和光轴中心点的图像坐标一致；

步骤S200，分别获取两台显微相机在调整过程中聚焦运动轴的运动量，并结合两台显微相机预标定的光轴方向向量与聚焦运动轴方向向量，计算两台显微相机聚焦运动轴的运动误差；所述聚焦运动轴为显微相机与所述隔振平台的平面成一定角度的坐标轴；

步骤S300，分别获取所述第一相机运动机构、所述第二相机运动机构的真实运动量，并结合所述运动误差，通过预设的运动修正方法得到两个相机运动机构修正后的运动量；

步骤S400，根据所述修正后的运动量，分别计算所述微孔的姿态向量在两个相机运动机构的坐标系中的分解角，并基于预标定的转换矩阵，获取该姿态向量在所述微球调整平台的坐标系中的旋转角度；所述转换矩阵为基于所述微球调整平台的坐标系与两个相机运动机构的坐标系之间的旋转角度转换矩阵；

步骤S500，基于所述旋转角度，获取在所述微球调整平台的坐标系下的微孔的姿态单位向量。

2.根据权利要求1所述的基于双显微相机主动运动的微球孔姿态测量方法，其特征在于，步骤S100中“使所述微孔的中心点分别在两台显微相机的图像坐标和光轴中心点的图像坐标一致”，其方法为：

步骤S101，调整所述两台显微相机至最小倍率，并调整两台显微相机位置，以使所述微球的运动范围分别处于两台显微相机的视野范围内；

步骤S102，调整两台显微相机的位置对微球边缘进行聚焦，以使所述微球10的中心点的图像坐标与两显微相机的光轴中心点的图像坐标一致；

步骤S103，调整两台显微相机在Z轴及各自聚焦运动轴方向与微球的距离，对所述微孔进行聚焦，以使两台显微相机在最大倍率下获取的图像中微孔的图像纵坐标与各自的光轴中心点的图像纵坐标相同；

步骤S104，调整所述第一显微相机在X轴的位置、所述第二显微相机在Y轴的位置，对所述微孔的中心点进行对准，以使该中心点在所述两台显微相机中的图像坐标与光轴中心点图像坐标一致。

3.根据权利要求2所述的基于双显微相机主动运动的微球孔姿态测量方法，其特征在于，所述X轴、所述Y轴、所述Z轴为平行于所述第一支架、所述第二支架、垂直于所述隔振平台的坐标轴；

所述第一相机运动机构、所述第二相机运动机构分别固设于所述第一支架、所述第二支架；

所述微球调整平台的坐标系、所述第一相机运动机构的坐标系、所述第二相机运动机构的坐标系为与所述X轴、所述Y轴、所述Z轴平行的坐标系。

4.根据权利要求3所述的基于双显微相机主动运动的微球孔姿态测量方法，其特征在于，步骤S300中“通过预设的运动修正方法得到两个相机运动机构修正后的运动量”，其方法为：

其中，[Δx_i,Δy_i,Δz_i]^T为第i个相机运动机构修正后的运动量，[Δx_mi,Δy_mi,Δz_mi]^T为第i个相机运动机构的真实运动量，m_i为第i台显微相机聚焦运动轴的运动量，V_mi为第i台显微相机聚焦运动轴单位方向向量，n_si为第i台显微相机光轴单位方向向量，i为下标，T为转置。