顯微立體視覺系統(tǒng)標(biāo)定與微結(jié)構(gòu)半遮擋研究.pdf

1、基于體視顯微鏡(Stereo Light Microscope，SLM)的顯微立體視覺系統(tǒng)在微觀研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，通過視覺反饋可實(shí)現(xiàn)高精度的三維測量和定位。半遮擋(Half-Occlusion)是影響立體匹配和三維重構(gòu)的一個(gè)重要因素。為了分析微結(jié)構(gòu)在顯微立體視覺中的半遮擋情況，首先研究了視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法，獲得了內(nèi)外參數(shù)，然后建立了分析模型，對(duì)微溝道在顯微立體視覺中的半遮擋情況進(jìn)行了初步分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 本文借鑒張正友的線性

2、視覺模型標(biāo)定理論，考慮顯微立體視覺的特性，建立了一種兩步標(biāo)定方法：①把多幅圖像做為數(shù)據(jù)源，通過Harris算子獲得圖像的角點(diǎn)。進(jìn)行一次標(biāo)定，獲得光學(xué)放大倍率。然后，在SLM定值工作距離的約束條件下，求解出焦距，從而獲得了完整的內(nèi)參數(shù)；最后通過第二步標(biāo)定獲得視覺系統(tǒng)的外參數(shù)；②在顯微立體視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搭建了視覺系統(tǒng)標(biāo)定硬件平臺(tái)，完成了標(biāo)定樣板的設(shè)計(jì)與制作。并且對(duì)相應(yīng)部件進(jìn)行了調(diào)平、對(duì)準(zhǔn)等工作。實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了此標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)用性；③對(duì)采用C

3、MO-SLM的顯微立體視覺系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，對(duì)每個(gè)參數(shù)的標(biāo)定值分別求解其均值、均方差以及相對(duì)誤差，其中放大倍率和焦距的相對(duì)誤差小于1.7％。 分別針對(duì)G-SLM與CMO-SLM中微結(jié)構(gòu)的半遮擋問題進(jìn)行闡述，研究了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。共開展五方面工作：①基于針孔視覺模型和共軸球面透鏡成像模型，分別建立了G-SLM和CMO-SLM的微結(jié)構(gòu)半遮擋分析視覺模型；②求取了單子光路的視野范圍，半遮擋臨界角與物點(diǎn)坐標(biāo)、子光路半夾角、焦

4、距、CCD靶面寬度等參數(shù)的關(guān)系式；③分析了微溝道的遮擋問題。分別針對(duì)理想微溝道與非理想微溝道，利用分析模型對(duì)特定內(nèi)壁傾角的微溝道進(jìn)行了半遮擋分析；④對(duì)半遮擋分析結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用標(biāo)定樣板與硅模具熱壓而成的不存在半遮擋的微溝道來模擬各個(gè)連續(xù)內(nèi)壁傾角的微溝道，實(shí)驗(yàn)中，求得9.0×?xí)r，視野中心的半遮擋臨界角為82.6°，絕對(duì)誤差的平均值為1.04°；⑤分析了對(duì)側(cè)內(nèi)壁遮擋的微溝道，求取了不發(fā)生對(duì)側(cè)遮擋的微溝道深寬比的范圍。 視覺系