1 苏州科技大学数理学院, 江苏 苏州 215009
2 苏州科技大学土木学院, 江苏 苏州 215009
显微三维数字图像相关系统中体视显微镜景深小,光路复杂,宏观标定方法不适用于该系统。针对此问题,提出一种适用于显微立体视觉的定点旋转标定方法。基于体视显微镜放大倍率与景深的关系,建立数学模型,得到标定板与XY平面间的最大夹角,设计定点旋转平台对标定板进行旋转标定,通过系列实验对标定参数进行优化,得出使标定参数整体误差最小的夹角。标定结果表明,主点坐标误差不超过1.8 pixel,Z分量相对平移向量的最大偏差值小于0.15 mm,姿态数为10或10以上时标定结果趋于稳定。借助于精密位移台对标定结果进行了精度验证,结果表明采用所提方法标定后位移测量的平均相对误差为2.2%,平均均方差为0.36 μm。
机器视觉 标定 体视显微镜 定点旋转 旋转角度 姿态数 光学学报
2018, 38(12): 1215010
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室, 江苏 南京 210094
将条纹投影轮廓测量术和体视显微镜相结合, 搭建了一套能够对微小器件的表面三维形貌进行测量的系统。该系统由一台Greenough型的体视显微镜, 一台DMD投影仪, 一个CCD相机和一个机械平移台组成。在利用相移算法和降级去包裹算法得到被表面形貌调制过的无歧义相位后, 通过相位和高度的映射关系, 得到高度值, 从而能够对微小器件的表面形貌进行重建。在标定时, 通过精密的机械平移台将陶瓷标定板置于不同的高度, 对其进行相位测量, 得到多组相对应的相位和高度值, 再对每个像素点进行多项式拟合来确定相位和高度的映射关系。实验测量了标定的最后一个平面以及微型的球栅阵列, 平面测量结果显示测量误差在10 μm以内, 从微型球栅阵列的三维重建结果可以清晰地看到排列的球形结构。实验结果证明了该系统对于平面和复杂的三维结构都能够进行精确的测量。
三维测量 显微测量系统 条纹投影轮廓测量术 体视显微镜 3D measurement microscopic measurement system fringe projection profilometry stereomicroscope
1 宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
2 浙江大学 宁波理工学院信息分院, 浙江 宁波 315010
针对立体显微图像在同一位置双目清晰度不同的问题, 提出了一种体视显微镜聚焦一致的性判定方法。使用连通区域分割方法对不同深度标定板图像进行分割, 提取圆点中心, 选取清晰度评价区域; 使用聚焦测度对不同深度图像进行清晰度评价, 得到清晰度-深度关系曲线, 利用曲线拟合求取曲线峰值得出深度信息; 利用左右目圆点中心的三维坐标分别拟合出左右全聚焦平面, 通过测量左右全聚焦平面夹角以及评价区域中左右目圆点中心距离来分析聚焦性。结果表明, 能够有效地判定体视显微镜聚焦的一致性。
体视显微镜 立体显微图像 区域分割 聚焦测度 全聚焦平面 stereo optical microscope stereo microscope image region segmentation algorithm focus measure focal plane
1 河北工业大学 机械工程学院,天津 300130
2 深圳大学 教育部广东省光电子器件与系统重点实验室,广东 深圳 518060
3 清华大学 机械工程系,北京 100084
研究了一套投影正弦光栅条纹,测量表面有大梯度或非连续结构等复杂形貌微小物体的三维测量系统。针对所测量物体大小,通过将体视显微镜、相机和投影仪组合,研制了具有较小视场的条纹投影系统。软件产生具有最佳条纹个数的三组正弦条纹图,每组包含四个彼此间有90°相位移动的条纹。根据所测量物体表面颜色和纹理特性,选择投影系统的合适颜色通道投射软件所产生的正弦条纹序列到被测物表面。相机从另一角度获取经被测表面调制的变形条纹图。通过四步相移和最佳条纹选择方法分别计算得到折叠相位图和展开相位图。利用水平精密移动台定位一水平白板到几个已知位置,建立绝对相位和深度之间的关系,获得系统深度方向的数据。微小物体的三维形貌测量实验证明了所研制成像系统的可行性和准确性。
条纹投影 三维小视场形貌测量 相位计算 体视显微镜 fringe projection 3D small-field measurement phase calculation stereo microscope 红外与激光工程
2016, 45(8): 0824002
华侨大学 信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
主要对光学测量仪器体视显微镜与CCD成像系统在高阶贝塞尔光束光斑测量中的应用进行分析，通过以非相干LED绿光经过螺旋相位板和轴棱锥产生的高阶贝塞尔(Bessel)光束为例，模拟出沿轴向不同距离处的截面光强分布图，并与相应的实验参数(如：最大无衍射距离、中心暗斑直径等)进行比较。实验结果表明，体视显微镜与CCD成像系统的测量结果相吻合，但是体视显微镜测量误差较大会影响测量结果的准确度。
体视显微镜 CCD成像系统 微尺寸光斑测量 高阶贝塞尔光束 stereomicroscope CCD imaging system micro sized spot measurement high-order Bessel beam 强激光与粒子束
2014, 26(11): 111006
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
为了实现体视显微镜物镜的大变倍比连续变焦,同时尽量避免使用非球面以及衍射元件,采用双组联动型变倍补偿形式,设计了大变倍比连续变焦距体视显微镜物镜系统。该系统实现0.8×~16×倍的20倍连续变焦,系统工作距离达到91 mm,后工作距离达到200 mm,双组联动型结构不仅实现了大变倍比,同时保证系统结构尽量简单。设计结果表明：双组联动型变倍补偿形式对实现大变倍比以及简化结构是有利的。通过对系统成像质量以及凸轮拟合曲线进行分析,系统组元移动曲线光滑,成像质量达到要求。
光学设计 变焦系统 体视显微镜 双组联动型 optical design zoom system stereo microscope double linkage
教育部蛋白质化学与鱼类发育生物学重点实验室, 湖南师范大学生命科学学院, 长沙 410081
以红鲫为研究材料, 采用DAPI荧光染料对脱膜的红鲫胚胎进行染色, 在荧光体视显微镜下观察红鲫胚胎早期卵裂到囊胚发育的过程。结果表明, 该染色方法操作便捷, 能更清晰的观察到胚胎发育的外形。值得一提的是: 该方法较光学显微镜观察能清晰的观察到核DNA在细胞中的定位, 如囊胚期能观察到早期卵裂细胞正进行频繁的有丝分裂等。该方法的获得为研究鱼类早期胚胎发育及相关细胞分裂特征提供了有意义的途径。
胚胎发育 荧光体视显微镜 DAPI DAPI embryonic development fluorescence stered microscope
1 北京工业大学,机电学院,北京,100022
2 石家庄经济学院,河北,石家庄,050031
3 大连理工大学,机械工程学院,辽宁,大连,116024
提出了一种描述SLM (Stereo light microscope)显微立体视觉成像的新模型,使用了新物理量"弱视差"来提高模型的三维微观定位精度.新模型考虑了信号滞后、径向、偏心和薄透镜等四种畸变,建立了精确的畸变矫正模型.在畸变参数标定中,采用了显著性检验和相关性检验两种方法,动态检测畸变参数对模型的影响程度.实验中对14个畸变参数的显著性进行分析,其中5个低于水平0.05的临界值,表现不显著,说明显著性检验对畸变参数的选择具有一定的意义.
弱视差 光学体视显微镜 畸变校正 显微立体视觉
