扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法及系统。该方法包括：当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像；记录不同放大倍数下每张定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标；当扫描电镜再次观察待测样品时，按照由小到大的放大倍数，提升所述扫描电镜的放大倍数，并获取不同放大倍数下的待测样品图像；对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点。本发明专利技术能够快速准确的定位所要观测的特征点。

【技术实现步骤摘要】
扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法及系统
本专利技术涉及领域，特别是涉及一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法及系统。
技术介绍
原位疲劳加载测试和原位蠕变测试，是研究材料性能的重要手段。在进行材料的原位疲劳加载测试和原位蠕变测试时，因连续加载时间较长，为避免影响扫描电镜的使用，力学加载装置工作在扫描电镜外部的真空腔室内，当需要利用扫描电镜对样品进行原位微观形貌观察时，通过特殊的机械臂将原位力学测试平台及样品送入扫描电镜腔室，通过机械对接的方式放置到扫描电镜样品台上。因机械对接存在一定的机械误差，在使用扫描电镜进行再次观察试样时，无法快速定位到原来的一个或多个微观观察点。且由于原位疲劳加载测试和原位蠕变测试分别工作在不同的真空腔室，当需要扫描电镜进行微观形貌观察时，需要手动定位去寻找所要观察的点，这样不仅效率低，而且也可能存在多次寻找都无法找到所要观察的点的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法及系统，以解决使用扫描电镜进行再次观察试样时无法快速定位到原来的一个或多个微观观察点，测试效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，包括：当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像；所述定位图像内最明显的特征点为观测点；记录不同放大倍数下每张定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标；当扫描电镜再次观察待测样品时，按照由小到大的放大倍数，提升所述扫描电镜的放大倍数，并获取不同放大倍数下的待测样品图像；对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点。可选的，所述当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像，具体包括：利用探测公式探测不同放大倍数下扫描电镜扫描待测样品时，采集的扫描图像中剧烈变化的像素点；所述剧烈变化的像素点为明显的特征点；所述明显的特征点所处区域为定位图像；其中，M为像素点矩阵；G(x，y，σ)为高斯滤波函数，x为像素点的横坐标，y为像素点的纵坐标，σ为像素点在水平或在垂直方向上与上一像素点差值的极小值；Ix为像素点在水平方向上的梯度，Iy为像素点在垂直方向上的梯度；当σ值取1时，计算像素点矩阵内每个像素点的响应值，当所述响应值为极值时，所述响应值对应的像素点为明显的特征点。可选的，所述对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点，具体包括：根据最低放大倍数下的定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标对所述待测样品进行定位，并采集所述待测样品处于当前位置的第一待测样品图像；对比所述第一待测样品图像中的特征点与最低放大倍数下定位图中的特征点；若所述第一待测样品图像中的特征点与所述最低放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述最低放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置；提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数，并获取所述第二放大倍数下扫描的第二待测样品图像；对比所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点；若所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述第二放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，并返回步骤“提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数”，直至确定所述扫描电镜的当前放大倍数为最高放大倍数，定位所述观测点。可选的，采用模板匹配法，对比所述待测样品图像中的特征点与定位图中的特征点。一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位系统，包括：定位图像选取模块，用于当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像；所述定位图像内最明显的特征点为观测点；位置坐标获取模块，用于记录不同放大倍数下每张定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标；待测样品图像获取模块，用于当扫描电镜再次观察待测样品时，按照由小到大的放大倍数，提升所述扫描电镜的放大倍数，并获取不同放大倍数下的待测样品图像；观测点定位模块，用于对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点。可选的，所述定位图像选取模块，具体包括：定位图像选取单元，用于利用探测公式探测不同放大倍数下扫描电镜扫描待测样品时，采集的扫描图像中剧烈变化的像素点；所述剧烈变化的像素点为明显的特征点；所述明显的特征点所处区域为定位图像；其中，M为像素点矩阵；G(x，y，σ)为高斯滤波函数，x为像素点的横坐标，y为像素点的纵坐标，σ为像素点在水平或在垂直方向上与上一像素点差值的极小值；Ix为像素点在水平方向上的梯度，Iy为像素点在垂直方向上的梯度；当σ值取1时，计算像素点矩阵内每个像素点的响应值，当所述响应值为极值时，所述响应值对应的像素点为明显的特征点。可选的，所述观测点定位模块，具体包括：第一待测样品图像采集单元，用于根据最低放大倍数下的定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标对所述待测样品进行定位，并采集所述待测样品处于当前位置的第一待测样品图像；第一对比单元，用于对比所述第一待测样品图像中的特征点与最低放大倍数下定位图中的特征点；第一调整单元，用于若所述第一待测样品图像中的特征点与所述最低放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述最低放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置；第二待测样品图像采集单元，用于提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数，并获取所述第二放大倍数下扫描的第二待测样品图像；第二对比单元，用于对比所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点；第二调整单元，用于若所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述第二放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，并返回步骤“提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数”，直至确定所述扫描电镜的当前放大倍数为最高放大倍数，定位所述观测点。可选的，所述第一对比单元以及所述第二对比单元中采用模板匹配法，对比所述待测样品图像中的特征点与定位图中的特征点。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，其特征在于，包括：/n当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像；所述定位图像内最明显的特征点为观测点；/n记录不同放大倍数下每张定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标；/n当扫描电镜再次观察待测样品时，按照由小到大的放大倍数，提升所述扫描电镜的放大倍数，并获取不同放大倍数下的待测样品图像；/n对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点。/n

【技术特征摘要】
1.一种扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，其特征在于，包括：
当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像；所述定位图像内最明显的特征点为观测点；
记录不同放大倍数下每张定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标；
当扫描电镜再次观察待测样品时，按照由小到大的放大倍数，提升所述扫描电镜的放大倍数，并获取不同放大倍数下的待测样品图像；
对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点。


2.根据权利要求1所述的扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，其特征在于，所述当扫描电镜第一次观察待测样品时，利用扫描电镜在不同放大倍数下分别选取所述待测样品上明显的特征点所处区域作为定位图像，具体包括：
利用探测公式探测不同放大倍数下扫描电镜扫描待测样品时，采集的扫描图像中剧烈变化的像素点；所述剧烈变化的像素点为明显的特征点；所述明显的特征点所处区域为定位图像；其中，M为像素点矩阵；G(x，y，σ)为高斯滤波函数，x为像素点的横坐标，y为像素点的纵坐标，σ为像素点在水平或在垂直方向上与上一像素点差值的极小值；Ix为像素点在水平方向上的梯度，Iy为像素点在垂直方向上的梯度；当σ值取1时，计算像素点矩阵内每个像素点的响应值，当所述响应值为极值时，所述响应值对应的像素点为明显的特征点。


3.根据权利要求2所述的扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，其特征在于，所述对比不同放大倍数下的待测样品图像以及不同放大倍数下的定位图像，并根据不同放大倍数下定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，定位所述观测点，具体包括：
根据最低放大倍数下的定位图像对应的扫描电镜样品台的位置坐标对所述待测样品进行定位，并采集所述待测样品处于当前位置的第一待测样品图像；
对比所述第一待测样品图像中的特征点与最低放大倍数下定位图中的特征点；
若所述第一待测样品图像中的特征点与所述最低放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述最低放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置；
提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数，并获取所述第二放大倍数下扫描的第二待测样品图像；
对比所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点；
若所述第二待测样品图像中的特征点与所述第二放大倍数下定位图中的特征点为相似特征点，根据所述第二放大倍数下定位图对应的扫描电镜样品台的位置坐标调整所述扫描电镜样品台的当前位置，并返回步骤“提升所述扫描电镜的放大倍数，确定第二放大倍数”，直至确定所述扫描电镜的当前放大倍数为最高放大倍数，定位所述观测点。


4.根据权利要求3所述的扫描电镜内原位蠕变与疲劳测试点追踪定位方法，其特征在于，采用模板匹配法，对比所述待测样品图像中的特征点与定位图中的特征点。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宜旭，张跃飞，唐亮，刘陵恩，何文玲，周建立，张泽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11