基于TDI相机双向扫描的中心对准方法及其成像系统技术方案

本申请提供一种基于TDI相机双向扫描的中心对准方法及其成像系统，中心对准方法包括步骤：确定运动平台的扫描起始位置及TDI相机的成像起始位置，获得运动平台的加速偏置距离；获得TDI相机的偏置调整距离；获得第一偏移距离并对其修正；控制TDI相机在运动平台沿第一扫描方向运动预设距离后同步成像，获得第二偏移距离和偏转角并对其修正；控制TDI相机沿第一扫描方向对样品同步成像，获得第一中心偏置距离；控制TDI相机沿第二扫描方向对样品同步成像，获得第二中心偏置距离；确定TDI相机双向扫描时运动平台需要修正的参数。本申请通过补偿加速偏置距离、第一中心偏置距离及第二中心偏置距离，使得图像视场中心与目标视场中心对准以提高成像质量。准以提高成像质量。准以提高成像质量。

【技术实现步骤摘要】
基于TDI相机双向扫描的中心对准方法及其成像系统


[0001]本申请涉及成像
，具体涉及一种基于TDI相机双向扫描的中心对准方法及其成像系统。

技术介绍

[0002]在TDI(Time Delay Integration，时间延迟积分)相机成像系统中，在对一系列连续规律的目标视场进行成像时，通常会出现理论目标视场与实际成像视场发现偏移的现象。而且如果想准确、完整的对实际图像中的目标进行处理，那么这个图像视场中心与目标视场中心的偏移要求不能超过20个像素。为了尽可能减少这个偏移，通常会对实际成像视场的图像视场中心与理论目标视场的目标视场中心进行中心对准操作。
[0003]由于被测物体与TDI相机成像靶面之间的摆放位置偏差、运动平台在双向扫描方向上的运动偏差、TDI相机双向外触发信号触发的起始位置偏差、TDI相机双向扫描图像输出方式的差异性等一系列原因会导致TDI相机在双向扫描过程中实际成像视场的图像视场中心与理论目标视场的目标视场中心之间的偏移大小存在一定差异性。同时，为了提高系统工作效率，中心对准操作通常仅在单一扫描方向进行，但是由于TDI相机双向扫描时中心偏移的差异性，单一方向进行中心对准操作不能使TDI双向扫描时的中心偏移都达到图像处理的要求，降低了TDI双向扫描时的成像质量。

技术实现思路

[0004]鉴于以上内容，有必要提供基于TDI相机双向扫描的中心对准方法及其成像系统，以解决上述问题。
[0005]本申请一实施例提供一种基于TDI相机双向扫描的中心对准方法，包括步骤：
[0006]确定运动平台的扫描起始位置以及TDI相机的成像起始位置，获取所述运动平台自所述扫描起始位置运动至所述成像起始位置的加速距离，
[0007]对所述运动平台的最终运动状态进行偏置调整以使运动平台运动至TDI相机的成像起始位置时为匀速状态，所述运动平台的偏置调整距离为加速偏置距离；
[0008]在TDI相机的成像起始位置控制运动平台沿第一扫描方向相对所述TDI相机运动并触发TDI相机对样品同步成像，以获得图像视场中心相对于目标视场中心的第一偏移距离；
[0009]修正所述第一偏移距离，以使TDI相机在成像起始位置的图像视场中心与目标视场中心沿所述第一扫描方向对准；
[0010]控制运动平台沿所述第一扫描方向相对所述成像起始位置运动预设距离；
[0011]控制TDI相机在运动平台运动沿所述第一扫描方向运动预设距离后同步成像，获得图像视场中心相对于目标视场中心的第二偏移距离，以及运动平台的运动方向相对于所述TDI相机扫描方向所成的偏转角；
[0012]修正所述第二偏移距离和所述偏转角，以使所述运动平台沿第一扫描方向运动时
所述TDI相机扫描的图像视场中心与目标视场中心对准；
[0013]控制运动平台由TDI相机的成像起始位置沿所述第一扫描方向运动，控制TDI相机对所述样品同步成像，获得第一实际图像相对于第一目标图像的第一中心偏置距离；
[0014]控制所述运动平台沿与所述第一扫描方向相反的第二扫描方向运动，并控制所述TDI相机对所述样品同步成像，以获得第二实际图像相对于第二目标图像的第二中心偏置距离；
[0015]控制所述运动平台沿所述第一扫描方向及所述第二扫描方向交替运动，驱动所述TDI相机对应进行双向扫描，根据所述运动平台的实际运动方向确定所述TDI相机扫描时需要修正所述第一中心偏置距离还是所述第二中心偏置距离，以使所述第一实际图像与所述第一目标图像在第一扫描方向及所述第二扫描方向上重合。
[0016]在一实施例中，所述控制所述运动平台沿所述第一扫描方向及所述第二扫描方向交替运动，驱动所述TDI相机对应进行双向扫描，根据所述运动平台的实际运动方向确定所述TDI相机扫描时需要修正所述第一中心偏置距离还是所述第二中心偏置距离的步骤包括：
[0017]在所述运动平台沿所述第一扫描方向运动时，对所述第一中心偏置距离进行补偿；
[0018]在所述运动平台沿所述第二扫描方向运动时，对所述第二中心偏置距离进行补偿。
[0019]在一实施例中，所述获取所述运动平台自所述扫描起始位置运动之所述成像成像起始位置的加速距离的步骤包括：
[0020]确定所述运动平台的预设最大速度以及所述TDI相机由触发至同步成像的预设时间；
[0021]计算在所述预设时间下所述运动平台所达到的实际最大速度；
[0022]比较实际最大速度与预设最大速度的大小；
[0023]若实际最大速度小于预设最大速度，则直接计算所述运动平台加加速度运动距离S1、匀加速运动距离S2以及减加速运动距离S3；
[0024]若所述实际最大速度大于或等于所述预设最大速度，则根据预设的最大速度和加加速度重新计算达到最大加速度所需要的时间，计算加加速度运动距离S1及减加速度运动距离S3，匀加速运动距离S2则设置为0；
[0025]利用S1、S2、S3三者之和计算所述加速距离。
[0026]在一实施例中，所述控制运动平台由TDI相机的成像起始位置沿所述第一扫描方向运动，控制TDI相机对所述样品同步成像，获得第一实际图像相对于第一目标图像的第一中心偏置距离的步骤包括：
[0027]控制运动平台由TDI相机的成像起始位置沿所述第一扫描方向运动，同时控制TDI相机对所述样品同步成像；
[0028]识别TDI相机扫描时目标视场中心在图像视场中心的位置；
[0029]计算目标视场中心与图像视场中心的第一偏移大小；
[0030]识别目标视场中心与图像视场中心的第一偏移方向；
[0031]依据第一偏移大小和第一偏移方向获得所述第一中心偏置距离。
[0032]在一实施例中，所述控制运动平台沿与所述第一扫描方向相反的第二扫描方向运动，并控制所述TDI相机对所述样品同步成像，获得第二实际图像相对于第二目标图像的第二中心偏置距离的步骤包括：
[0033]控制所述运动平台沿与所述第一扫描方向相反的第二扫描方向运动；
[0034]控制所述TDI相机对所述样品同步成像；
[0035]识别所述TDI相机扫描时目标视场中心在图像视场中心的位置；
[0036]计算目标视场中心与图像视场中心的第二偏移大小；
[0037]识别目标视场中心与图像视场中心的第二偏移方向；
[0038]依据第二偏移大小和第二偏移方向获得所述第二中心偏置距离。
[0039]在一实施例中，所述预设距离依据移动参数设定，所述移动参数包括TDI相机的成像精度和成像视场在所述第一扫描方向上的宽度。
[0040]在一实施例中，本申请还提供一种基于TDI相机双向扫描的成像系统，包括处理器、运动控制模块、外触发信号源模块、图像采集模块、TDI相机、光学系统模块及运动平台；其中，
[0041]所述运动平台，用于承载成像物体并带动成像物体运动；
[0042]所述光学系统模块，位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TDI相机双向扫描的中心对准方法，其特征在于，包括步骤：确定运动平台的扫描起始位置以及TDI相机的成像起始位置，获取所述运动平台自所述扫描起始位置运动至所述成像起始位置的加速距离；对所述运动平台的最终运动状态进行偏置调整以使运动平台运动至TDI相机的成像起始位置时为匀速状态，所述运动平台的偏置调整距离为加速偏置距离；在TDI相机的成像起始位置控制运动平台沿第一扫描方向相对所述TDI相机运动并触发TDI相机对样品同步成像，以获得图像视场中心相对于目标视场中心的第一偏移距离；修正所述第一偏移距离，以使TDI相机在成像起始位置的图像视场中心与目标视场中心沿所述第一扫描方向对准；控制运动平台沿所述第一扫描方向相对所述成像起始位置运动预设距离；控制TDI相机在运动平台运动沿所述第一扫描方向运动预设距离后同步成像，获得图像视场中心相对于目标视场中心的第二偏移距离，以及运动平台的运动方向相对于所述TDI相机扫描方向所成的偏转角；修正所述第二偏移距离和所述偏转角，以使所述运动平台沿第一扫描方向运动时所述TDI相机扫描的图像视场中心与目标视场中心对准；控制运动平台由TDI相机的成像起始位置沿所述第一扫描方向运动，控制TDI相机对所述样品同步成像，获得第一实际图像相对于第一目标图像的第一中心偏置距离；控制所述运动平台沿与所述第一扫描方向相反的第二扫描方向运动，并控制所述TDI相机对所述样品同步成像，以获得第二实际图像相对于第二目标图像的第二中心偏置距离；控制所述运动平台沿所述第一扫描方向及所述第二扫描方向交替运动，驱动所述TDI相机对应进行双向扫描，根据所述运动平台的实际运动方向确定所述TDI相机扫描时需要修正所述第一中心偏置距离还是所述第二中心偏置距离，以使所述第一实际图像与所述第一目标图像在第一扫描方向及所述第二扫描方向上重合。2.如权利要求1所述的基于TDI相机双向扫描的中心对准方法，其特征在于，所述控制所述运动平台沿所述第一扫描方向及所述第二扫描方向交替运动，驱动所述TDI相机对应进行双向扫描，根据所述运动平台的实际运动方向确定所述TDI相机扫描时运动平台需要修正所述第一中心偏置距离还是所述第二中心偏置距离的步骤包括：在所述运动平台沿所述第一扫描方向运动时，对所述第一中心偏置距离进行补偿；在所述运动平台沿所述第二扫描方向运动时，对所述第二中心偏置距离进行补偿。3.如权利要求1所述的基于TDI相机双向扫描的中心对准方法，其特征在于，所述获取所述运动平台自所述扫描起始位置运动至所述成像起始位置的加速距离的步骤包括：确定所述运动平台的预设最大速度以及所述TDI相机由触发至同步成像的预设时间；计算在所述预设时间下所述运动平台所达到的实际最大速度；比较实际最大速度与预设最大速度的大小；若实际最大速度小于预设最大速度，则直接计算所述运动平台加加速度运动距离S1、匀加速运动距离S2以及减加速运动距离S3；若所述实际最大速度大于或等于所述预设最大速度，则根据预设的最大速度和加加速度重新计算达到最大加...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢科，杨旺，马庆坤，苗亮，
申请(专利权)人：长春长光华大智造测序设备有限公司，
类型：发明
国别省市：