动态物体扫描成像的方法及装置、存储介质及电子设备转让专利

申请号 : CN202310514441.2

文献号 : CN116223539B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 朱中道

申请人 : 苏州一目万相科技有限公司

摘要 :

本发明涉及运动成像技术领域,提供了一种动态物体扫描成像的方法及装置、存储介质及电子设备。其中,动态物体扫描成像的方法包括:在驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动;在被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,通过扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化;根据每个周期的运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;将多个周期的运动图像拼接成最终图像。通过将闭环控制引起的往复运动控制变成了惯性单向运动控制,从而弥补了测量精度与控制响应速度带来的不匹配问题,使得控制结果更加可靠。

权利要求 :

1.一种动态物体扫描成像的方法,其特征在于,所述动态物体扫描成像的方法包括:在驱动组件驱动被测物体运动后,控制所述驱动组件间歇性工作,以使所述被测物体进行周期性运动;

在所述被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,通过扫描组件对所述被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,所述扫描组件的扫描光束在所述驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿所述驱动组件工作时,所述被测物体产生的位移变化;

根据每个周期的所述运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;

将多个周期的所述运动图像拼接成最终图像;

所述驱动组件包括第一电机和第二电机,所述第一电机用于驱动所述被测物体沿第一方向运动,所述第二电机用于驱动所述被测物体沿第二方向运动,所述第一方向对应所述坐标系的y轴,所述第二方向对应所述坐标系的x轴,所述控制所述驱动组件间歇性工作的步骤,具体包括:控制所述第一电机间歇性工作,并在每次所述第一电机工作的第一时长前,获取所述被测物体的运动速度;

根据所述运动速度和所述第一电机在上一个周期的工作电流,确定所述第一电机的本周期的工作电流;

所述控制所述驱动组件间歇性工作的步骤,具体还包括:

控制所述第二电机间歇性工作,并在每次所述第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的所述运动图像和理论图像;

根据上一个周期的所述运动图像和所述理论图像的偏移情况,确定所述第二电机的本周期的工作电流。

2.根据权利要求1所述的动态物体扫描成像的方法,其特征在于,所述在驱动组件驱动被测物体运动后,控制所述驱动组件间歇性工作,以使所述被测物体进行周期性运动的步骤,具体包括:所述在驱动组件驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制所述驱动组件间歇性工作的工作电流,以使所述被测物体进行周期性运动。

3.根据权利要求1所述的动态物体扫描成像的方法,其特征在于,所述将多个周期的所述运动图像拼接成最终图像的步骤,具体包括:将多个周期的所述运动图像首尾对应的进行拼接;

并按照预定形状对拼接后的所述运动图像进行裁切,输出所述最终图像。

4.一种动态物体扫描成像的装置,其特征在于,所述装置包括:驱动组件,所述驱动组件驱动被测物体运动后,控制所述驱动组件间歇性工作,以使所述被测物体进行周期性运动;

扫描组件,在所述被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,所述扫描组件对所述被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,所述扫描组件的扫描光束在所述驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿所述驱动组件工作时,所述被测物体产生的位移变化;

绘制组件,所述绘制组件用于根据每个周期的所述运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;

拼接组件,所述拼接组件用于将多个周期的所述运动图像拼接成最终图像;

所述驱动组件包括第一电机和第二电机,所述第一电机用于驱动所述被测物体沿第一方向运动,所述第二电机用于驱动所述被测物体沿第二方向运动,所述第一方向对应所述坐标系的y轴,所述第二方向对应所述坐标系的x轴,所述控制所述驱动组件间歇性工作,具体包括:控制所述第一电机间歇性工作,并在每次所述第一电机工作的第一时长前,获取所述被测物体的运动速度;

根据所述运动速度和所述第一电机在上一个周期的工作电流,确定所述第一电机的本周期的工作电流;

所述控制所述驱动组件间歇性工作,具体还包括:

控制所述第二电机间歇性工作,并在每次所述第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的所述运动图像和理论图像;

根据上一个周期的所述运动图像和所述理论图像的偏移情况,确定所述第二电机的本周期的工作电流。

5.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的动态物体扫描成像的方法。

6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述的动态物体扫描成像的方法。

说明书 :

动态物体扫描成像的方法及装置、存储介质及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及运动成像技术领域,具体而言,涉及一种动态物体扫描成像的方法、一种动态物体扫描成像的装置、一种存储介质以及一种电子设备。

背景技术

[0002] 相关技术中,工业纳米焦点X光检测设备进行扫描时,将待扫描物体放置于位移台上,通过X光或其他方式,实现了对待扫描物体的扫描,进一步地,将每个点/行/面的扫描值拼接成图像。而在此过程中,对位移台的控制一般采用位置闭环控制和速度闭环控制,通过闭环控制调整差值。对于电机的控制一般采用电流闭环控制,因此控制必然晚于位移检测,此外由于控制参数需要算法计算,因此控制也必然存在滞后性以及欠调和超调等问题。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的控制结果不准确的问题。
[0004] 为此,本发明第一个目的在于提出一种动态物体扫描成像的方法。
[0005] 本发明的第二个目的在于提出一种动态物体扫描成像的装置。
[0006] 本发明的第三个目的在于提出一种存储介质。
[0007] 本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。
[0008] 有鉴于此,根据本发明的第一个目的,本发明提供了一种动态物体扫描成像的方法,其中,方法包括:在驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动;在被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,通过扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化;根据每个周期的运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;将多个周期的运动图像拼接成最终图像。
[0009] 本发明提供的动态物体扫描成像的方法,包括:驱动组件驱动被测物体进行运动,在被测物体开始运动后,控制驱动组件间歇性工作,从而使得被测物体进行周期性运动,并且被测物体在一个周期内的运动是先加速运动,后匀减速运动。在被测物体进入匀减速运动阶段,利用扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,即扫描光束是在被测物体开始运动的起始位置开始进行扫描的,从而补偿了驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化,使得被测物体的运动时间大于扫描时间,但被测物体的运动行程等于扫描行程。
[0010] 进一步地,根据获得的每个周期内的被测物体的运动轨迹,在坐标系中绘制被测物体的运动图像,并将多个周期的运动图像进行拼接,从而最终得到被测物体的整体运动图像。
[0011] 本发明将传统的单点实时控制变成了单激励后的匀减速运动控制,将控制的时间从时间点变成了时间段,从而把基于单点的速度控制变成了流形面的控制,使得速度在测量周期内单向可导,便于傅里叶变换等后续算法的精确计算。也就是说,本发明从闭环控制引起的往复运动控制变成了惯性单向运动控制,从而弥补了测量精度与控制响应速度带来的不匹配问题,使得控制结果更加可靠。
[0012] 另外,根据本发明上述实施例提供的动态物体扫描成像的方法还具有如下附加技术特征:
[0013] 在上述技术方案中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,第二电机用于驱动被测物体沿着第二方向运动,第一方向对应坐标系的y轴,第二方向对应坐标系的x轴,控制驱动组件间歇性工作的步骤,具体包括:控制第一电机间歇性工作,并在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度;根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机的本周期的工作电流。
[0014] 在该技术方案中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,其中,第一方向指的是被测物体的整体运动方向;第二电机用于驱动被测物体沿第二方向运动,其中,第二方向指的是被测物体的抖动方向。进一步地,第一方向在坐标系中的y轴上体现,第二方向在坐标系中的x轴上体现,通过将第一方向和第二方向与坐标系中的y轴和x轴进行对应,可以根据运动轨迹在第一方向的位移和第二方向的位移在坐标系中绘制运动图像。
[0015] 进一步地,控制驱动组件进行间歇性工作的步骤,包括控制第一电机进行间歇性工作,在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度,由于第一电机工作是为了给被测物体运动周期开始时提供加速度,因此,在第一电机工作的第一时长前获取被测物体的运动速度就是获取被测物体在上一个运动周期结束时的最后速度;进一步地,根据该速度与被测物体的运动的预设速度进行比较,根据比较结果确定第一电机在本周期的工作电流,从而确保被测物体能够按照预设速度进行运动。本发明中通过根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机在本周期的工作电流,实现了第一电机工作的每一个周期都会对前一个周期的结果进行补偿,从而在全行程走完后,可以获得一个工作电流强度表,可再用算法优化该表,进行控制补偿,以补偿宏观尺寸的摩擦力不均匀的物理特性,实现较为均衡的加速控制。
[0016] 在上述任一技术方案中,控制驱动组件间歇性工作的步骤,具体还包括:控制第二电机间歇性工作,并在每次第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的运动图像和理论图像;根据上一个周期的运动图像和理论图像的偏移情况,确定第二电机的本周期的工作电流。
[0017] 在该技术方案中,控制驱动组件间歇性工作的步骤,还包括:控制第二电机间歇性工作,在每次第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的运动图像和理论图像,即在被测物体开始下一次的周期运动前,分别获取上一个周期内被测物体的运动图像和理论图像,然后将运动图像和理论图像进行对比,确定偏移情况,进而确定第二电机的工作电流。通过第二电机工作的每一个周期对前一个周期的结果进行补偿,从而一定程度上减少了图像的抖动。
[0018] 在上述任一技术方案中,在驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动的步骤,具体包括:在驱动组件驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件间歇性工作的工作电流,以使被测物体进行周期性运动。
[0019] 在该技术方案中,在进行实际扫描前,需用标准校验样品进行扫描。其中,校验样品可以为与被测物体的重量一致的等间距的平板。通过对校验样品的反复测量,获得一个基于实际位移台不同位置摩擦力大小的调节参数基准表。进一步地,在驱动组件驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件的间歇性工作的工作电流以使被测物体进行周期性运动,从而避免闭环控制参数的突变和过量超调,减少非必要的计算。
[0020] 在上述任一技术方案中,将多个周期的运动图像拼接成最终图像的步骤,具体包括:将多个周期的运动图像首尾对应的进行拼接;并按照预定形状对拼接后的运动图像进行裁切,输出最终图像。
[0021] 在该技术方案中,将多个周期的运动图像拼接成最终图像的步骤,包括:将获取到的多个周期的运动图像按照位移的变化进行首尾对应的拼接,然后按照理论图像对拼接后的图像进行裁剪边缘,最后输出最终图像,从而避免了输出的图像是抖动的图像。
[0022] 根据本发明的第二个目的,本发明提供了一种动态物体扫描成像的装置,其中,装置包括:驱动组件,驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件进行间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动;扫描组件,在被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化;绘制组件,绘制组件用于根据每个周期的运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;拼接组件,拼接组件用于将多个周期的运动图像拼接成最终图像。
[0023] 本发明提供的动态物体扫描成像的装置,包括:驱动组件、扫描组件、绘制组件和拼接组件。其中,驱动组件驱动被测物体进行运动,在被测物体开始运动后,控制驱动组件间歇性工作,从而使得被测物体进行周期性运动,并且被测物体在一个周期内的运动是先加速运动,后匀减速运动。在被测物体进入匀减速运动阶段,利用扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,即扫描光束是在被测物体开始运动的起始位置开始进行扫描的,从而补偿了驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化,使得虽然被测物体的运动时间大于扫描时间,但被测物体的运动行程等于扫描行程。
[0024] 进一步地,绘制组件根据获得的每个周期内的被测物体的运动轨迹,在坐标系中绘制被测物体的运动图像,拼接组件将多个周期的运动图像进行拼接,从而最终得到被测物体的整体运动图像。
[0025] 在上述技术方案中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,第二电机用于驱动被测物体沿着第二方向运动,第一方向对应坐标系的y轴,第二方向对应坐标系的x轴,控制驱动组件间歇性工作,具体包括:控制第一电机间歇性工作,并在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度;根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机的本周期的工作电流。
[0026] 在该技术方案中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,其中,第一方向指的是被测物体的整体运动方向;第二电机用于驱动被测物体沿第二方向运动,其中,第二方向指的是被测物体的抖动方向。进一步地,第一方向在坐标系中的y轴上体现,第二方向在坐标系中的x轴上体现,通过将第一方向和第二方向与坐标系中的y轴和x轴进行对应,从而可以根据运动轨迹在第一方向的位移和第二方向的位移在坐标系中绘制运动图像。
[0027] 进一步地,控制驱动组件进行间歇性工作具体包括:控制第一电机进行间歇性工作,在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度,由于第一电机进行工作是为了给被测物体运动周期开始时提供加速度,因此,在第一电机工作的第一时长前获取被测物体的运动速度就是获取被测物体上一个运动周期结束时的最后速度;进一步地,根据该速度与被测物体的运动的预设速度进行比较,根据比较结果确定第一电机在本周期的工作电流,本发明中通过根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机在本周期的工作电流,实现了第一电机工作的每一个周期都会对前一个周期的结果进行补偿,从而在全行程走完后,可以获得一个工作电流强度表,可再用算法优化该表,进行控制补偿,以补偿宏观尺寸的摩擦力不均匀的物理特性,实现较为均衡的加速控制。
[0028] 在上述任一技术方案中,控制驱动组件间歇性工作具体还包括:控制第二电机间歇性工作,并在每次第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的运动图像和理论图像;根据上一个周期的运动图像和理论图像的偏移情况,确定第二电机的本周期的工作电流。
[0029] 在该技术方案中,控制驱动组件间歇性工作,具体还包括:控制第二电机间歇性工作,在每次第二电机工作的第二时长前,即在被测物体开始下一次的周期运动前,获取上一个周期内被测物体的运动图像和理论图像,然后将运动图像和理论图像进行对比,确定偏移情况,进而确定第二电机的工作电流。通过第二电机工作的每一个周期对前一个周期的结果进行补偿,从而一定程度上减少了图像的抖动。
[0030] 根据本发明的第三个目的,提出了一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法。
[0031] 本发明提供的存储介质,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法的步骤,因此该存储介质包括上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法的全部有益效果。
[0032] 根据本发明的第四个目的,提出了一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行技术机程序时实现上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法。
[0033] 本发明提供的电子设备,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法的步骤,因此该电子设备包括上述任一技术方案的动态物体扫描成像的方法的全部有益效果。
[0034] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0035] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0036] 图1示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法的示意流程图;
[0037] 图2示出了根据本发明的一个实施例的被测物体的位移、速度以及加速度的变化曲线图;
[0038] 图3示出了根据本发明的一个实施例的被测物体的扫描时间示意图;
[0039] 图4示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中控制驱动组件间歇性工作的步骤的示意流程图之一;
[0040] 图5示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中控制驱动组件间歇性工作的步骤的示意流程图之二;
[0041] 图6示出了根据本发明的一个实施例的标准校验样品的示意图;
[0042] 图7示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中将多个周期的运动图像拼接成最终图像的步骤的示意流程图;
[0043] 图8示出了根据本发明的一个实施例的拼接成最终图像的示意图;
[0044] 图9示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的装置的示意框图。

具体实施方式

[0045] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0046] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0047] 图1示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法的示意流程图。如图1所示,该方法包括:
[0048] S102:在驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动;
[0049] S104:在被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,通过扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,以补偿驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化;
[0050] S106:根据每个周期的运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;
[0051] S108:将多个周期的运动图像拼接成最终图像。
[0052] 在该实施例中,驱动组件驱动被测物体进行运动,在被测物体开始运动后,控制驱动组件间歇性工作,从而使得被测物体进行周期性运动,并且被测物体一个周期内的运动是先加速运动,后匀减速运动。在被测物体进入匀减速运动阶段,利用扫描组件对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件的扫描光束在驱动组件每次工作时进行偏转,即扫描光束是在被测物体开始运动的起始位置开始进行扫描的,从而补偿了驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化,使得虽然被测物体的运动时间大于扫描时间,但被测物体的运动行程等于扫描行程。
[0053] 进一步地,根据获得的每个周期内的被测物体的运动轨迹,在坐标系中绘制被测物体的运动图像,并将多个周期的运动图像进行拼接,从而最终得到被测物体的整体运动图像。
[0054] 本发明中将传统的单点实时控制变成了单激励后的匀减速运动的控制策略。从时间点变成了时间段,把基于单点的速度控制变成了流形面的控制,速度在测量周期内单向可导,便于傅里叶变换等后续算法的精确计算。从传统的闭环控制的往复运动控制变成了惯性单向运动控制。从而弥补了测量精度与控制响应速度带来的不匹配问题,使得控制结果更加可靠。
[0055] 具体地,图2示出了根据本发明的一个实施例的被测物体的速度曲线图。如图2所示,在加速阶段T0‑T1,给驱动组件一段时间的工作电流,使得驱动组件向被测物体提供一个初始的加速度,由于驱动组件进行间歇性工作,因此一段时间后,被测物体的加速度就会消失,从而进行调整阶段,在调整阶段T1‑T2获取后续匀速阶段的初始值,在T1‑T2阶段,会有微调以保证速度均匀,调节幅度极小。调整接收后,进入匀速曝光阶段,在匀速曝光阶段T2‑T3只有摩擦力对位移台进行减速,从而确保在特定时间内,位移台不存在激励电流,也没有运动控制,只是依靠惯性运动,确保了速度的单向性,运动的可导性,速度降低的快慢只和位移台自身的摩擦力有关。此外在T2‑T3阶段,T2‑T3加速度为负,是摩擦力带来的速度降低。导轨的摩擦力在测量时间内认为是变化可以忽略的,实测摩擦力的加速度也较小,因此,在该阶段可以近似的看作是匀速运动。在匀速运动一段时间后,再重新给驱动组件施加工作电流脉冲,提升被测物体的速度。如此反复完成行程。最后在行程达到位移限制或者设定的结束点时进入减速阶段即T3‑T4阶段。
[0056] 通过上述方法控制被测物体运动还存在两个缺陷,分别为在T0‑T2阶段不能获得稳定的图像以及全行程图像不连续。因此,为了解决上述缺陷,采用扫描光束的偏转来弥补T0‑T2的行程,即在T2‑T3时间内会扫描实际T0‑T3时间内的被测物体的物理实际位移。
[0057] 具体地,图3示出了根据本发明的一个实施例的被测物体的扫描时间示意图;在图3中可以看出从驱动组件第二个工作周期开始前,前一次的扫描,即T3前的时间点,可以在驱动组件第一工作周期内预先扫描第二个工作周期开始的位置。
[0058] 在一些实施例中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,第二电机用于驱动被测物体沿着第二方向运动,第一方向对应坐标系的y轴,第二方向对应坐标系的x轴。
[0059] 图4示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中控制驱动组件间歇性工作的步骤的示意流程图之一;其中,该步骤包括:
[0060] S402:控制第一电机间歇性工作,并在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度;
[0061] S404:根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机的本周期的工作电流。
[0062] 在该实施例中,驱动组件包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,其中,第一方向指的是被测物体的整体运动方向;第二电机用于驱动被测物体沿第二方向运动,其中,第二方向指的是被测物体的抖动方向。进一步地,第一方向在坐标系中的y轴上体现,第二方向在坐标系中的x轴上体现,通过将第一方向和第二方向与坐标系中的y轴和x轴进行对应,从而可以根据运动轨迹在第一方向的位移和第二方向的位移在坐标系中绘制运动图像。
[0063] 进一步地,控制驱动组件进行间歇性工作的步骤,包括控制第一电机进行间歇性工作,在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度,由于第一电机进行工作是为了给被测物体运动周期开始时提供加速度,因此,在第一电机工作的第一时长前获取被测物体的运动速度就是获取被测物体运动上一个周期结束时的最后速度;进一步地,根据该速度与被测物体的运动的预设速度进行比较,当该速度大于预设速度时,说明第一电机在上一个周期的工作电流过大,则第一电机在本周期内的工作电流需要相应减小,从而确保被测物体能够按照预设速度进行运动;当该速度小于预设速度时,说明第一电机在上一个周期的工作电流过小,则第一电机在本周期内的工作电流需要相应增加,从而确保被测物体能够按照预设速度进行运动。本发明中通过根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机在本周期的工作电流,实现了第一电机工作的每一个周期都会对前一个周期的结果进行补偿,从而在全行程走完后,可以获得一个工作电流强度表,可再用算法优化该表,进行控制补偿,以补偿宏观尺寸的摩擦力不均匀的物理特性,实现较为均衡的加速控制。
[0064] 图5示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中控制驱动组件间歇性工作的步骤的示意流程图之二;其中,该步骤包括:
[0065] S502:控制第二电机间歇性工作,并在每次第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的运动图像和理论图像;
[0066] S504:根据上一个周期的运动图像和理论图像的偏移情况,确定第二电机的本周期的工作电流。
[0067] 在该实施例中,控制驱动组件间歇性工作的步骤,还包括:控制第二电机间歇性工作,在每次第二电机工作的第二时长前,即在被测物体开始下一次的周期运动前,分别获取上一个周期内被测物体的运动图像和理论图像,然后将运动图像和理论图像进行对比,确定偏移情况,进而确定第二电机的工作电流。例如,运动图像相对于理论图像在x轴上发生了负向偏移,说明在上一个周期内,被测物体在第二方向的位移过小,则在本周期内增加被测物体在第二方向的位移,因此第二电机在本周期的工作电流要相应增加,反之,第二电机在本周期的工作电流相应减小。通过第二电机工作的每一个周期对前一个周期的结果进行补偿,从而一定程度上减少了图像的抖动。
[0068] 在上述实施例中,在驱动组件驱动被测物体运动后,控制驱动组件间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动的步骤,具体包括:在驱动组件驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件的间歇性工作的工作电流,以使被测物体进行周期性运动。
[0069] 在该实施例中,在进行实际扫描前,需用标准校验样品进行扫描。其中,校验样品可以为与被测物体的重量一致的等间距的平板。通过对校验样品的反复测量,获得一个基于实际位移台不同位置摩擦力大小的调节参数基准表。进一步地,在驱动组件驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件的间歇性工作的工作电流以使被测物体进行周期性运动,从而避免闭环控制参数的突变和过量超调,减少非必要的计算。
[0070] 具体地,图6示出了根据本发明的一个实施例的标准校验样品的示意图;在进行实际扫描前,先用标准校验样品进行扫描。标准校验样品为等间距的平板,如图6所示,标准校验样品中每条线间间距相等,可以设标准校验样品的线宽为0.1mm,每条线间间距为10mm。每个间隔作为一次驱动组件工作的触发条件。设被测物体运动周期T0的控制参数为C0,运动周期T1的控制参数为C1,当运动周期T0结束时,若被测物体的实际位移超过理论位移,则降低运动周期T1的控制参数。反之则增加参数数值。
[0071] 图7示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的方法中将多个周期的运动图像拼接成最终图像的步骤的示意流程图;其中,该步骤包括:
[0072] S702:将多个周期的运动图像首尾对应的进行拼接;
[0073] S704: 并按照预定形状对拼接后的运动图像进行裁切,输出最终图像。
[0074] 在该实施例中,将多个周期的运动图像拼接成最终图像的步骤,包括:将获取到的多个周期的运动图像按照位移的变化进行首尾对应的拼接,然后按照理论图像对拼接后的图像进行裁剪边缘,最后输出最终图像,从而避免了输出的图像是抖动的图像。
[0075] 图8示出了根据本发明的一个实施例的拼接成最终图像的示意图;如图8所示,T0、T1和T2分别是T0周期、T1周期和T2周期的运动图像。首先将一个周期时间内的采样图像点,对应到实际位移上,可以得到一个近似平行四边形的图像。实际由于被测物体的运动周期中存在4个阶段,因此,其并非是一个平行四边形,此处仅做近似解释。进一步地,将多个周期即T0周期、T1周期和T2周期的运动图像首尾对应拼接,并进行分析。如T0周期的结束时的实际位移与理论位移进行比较,可以看出在T0周期的结束时刻,T0周期在x轴方向相对于理论位移向x轴的负方向进行了偏移,因此,在下一个周期即T1周期,需要提升第二电机的工作电流,增加被测物体在第二方向即x轴的位移,因此在图8中可以看到T1周期形成的平行四边形相对于T0周期形成的平行四边形发生了x轴上的正方向偏移。进一步地,y轴方向的速度决定了T0周期形成的平行四边形的高度。由于实际上T0周期内的速度小于理论速度,因此需要对T1周期内的速度进行增加,因此T1周期形成的平行四边形的高度大于T0周期形成的平行四边形。进一步地,将拼接后的图像进行裁剪边缘后输出最终图像,也就是图8中虚线所形成的图像。
[0076] 图9示出了根据本发明的一个实施例的动态物体扫描成像的装置的示意框图。其中,动态物体扫描成像的装置90包括:
[0077] 驱动组件902,驱动组件902驱动被测物体运动后,控制驱动组件902进行间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动;
[0078] 扫描组件904,在被测物体每个运行周期的匀减速运动阶段,扫描组件904对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件904的扫描光束在驱动组件902每次工作时进行偏转,以补偿驱动组件工作时,被测物体产生的位移变化;
[0079] 绘制组件906,绘制组件906用于根据每个周期的运动轨迹,在坐标系中绘制运动图像;
[0080] 拼接组件908,拼接组件908用于将多个周期的运动图像拼接成最终图像。
[0081] 本发明提供的动态物体扫描成像的装置90,包括:驱动组件902、扫描组件904、绘制组件906和拼接组件908。其中,驱动组件902驱动被测物体进行运动,在被测物体开始运动后,控制驱动组件902间歇性工作,从而使得被测物体进行周期性运动,并且被测物体在一个周期内的运动是先加速运动,后匀减速运动。在被测物体进入匀减速运动阶段,利用扫描组件904对被测物体的运动轨迹进行扫描,其中,扫描组件904的扫描光束在驱动组件902每次工作时进行偏转,即扫描光束是在被测物体开始运动的起始位置开始进行扫描的,从而补偿了驱动组件902工作时,被测物体产生的位移变化,使得被测物体的运动时间大于扫描时间,但被测物体的运动行程等于扫描行程。
[0082] 进一步地,绘制组件906根据获得的每个周期内的被测物体的运动轨迹,在坐标系中绘制被测物体的运动图像,拼接组件908将多个周期的运动图像进行拼接,从而最终得到被测物体的整体运动图像。
[0083] 在上述实施例中,驱动组件902包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,第二电机用于驱动被测物体沿着第二方向运动,第一方向对应坐标系的y轴,第二方向对应坐标系的x轴,控制驱动组件902间歇性工作的步骤,具体包括:控制第一电机间歇性工作,并在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度;根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机的本周期的工作电流。
[0084] 在该实施例中,驱动组件902中包括第一电机和第二电机,第一电机用于驱动被测物体沿第一方向运动,其中,第一方向指的是被测物体的整体运动方向;第二电机用于驱动被测物体沿第二方向运动,其中,第二方向指的是被测物体的抖动方向。进一步地,第一方向在坐标系中的y轴上体现,第二方向在坐标系中的x轴上体现,通过将第一方向和第二方向与坐标系中的y轴和x轴进行对应,从而可以根据运动轨迹在第一方向的位移和第二方向的位移在坐标系中绘制运动图像。
[0085] 进一步地,控制驱动组件902进行间歇性工作,具体包括:控制第一电机进行间歇性工作,在每次第一电机工作的第一时长前,获取被测物体的运动速度,由于第一电机进行工作是为了给被测物体运动周期开始时提供加速度,因此,在第一电机工作的第一时长前获取被测物体的运动速度就是获取被测物体运动上一个周期结束时的最后速度;进一步地,根据该速度与被测物体的运动的预设速度进行比较,根据比较结果确定第一电机在本周期的工作电流,从而确保被测物体能够按照预设速度进行运动。本发明中通过根据运动速度和第一电机在上一个周期的工作电流,确定第一电机在本周期的工作电流,实现了第一电机工作的每一个周期都会对前一个周期的结果进行补偿,从而在全行程走完后,可以获得一个工作电流强度表,可再用算法优化该表,进行控制补偿,以补偿宏观尺寸的摩擦力不均匀的物理特性,实现较为均衡的加速控制。
[0086] 在上述任一实施例中,控制驱动组件902间歇性工作,具体还包括:控制第二电机间歇性工作,并在每次第二电机工作的第二时长前,对比上一个周期的运动图像和理论图像;根据上一个周期的运动图像和理论图像的偏移情况,确定第二电机的本周期的工作电流。
[0087] 在该实施例中,控制驱动组件902间歇性工作,具体还包括:控制第二电机间歇性工作,在每次第二电机工作的第二时长前,即在被测物体开始下一次的周期运动前,分别获取上一个周期内被测物体的运动图像和理论图像,然后将运动图像和理论图像进行对比,确定偏移情况,进而确定第二电机的工作电流。通过第二电机工作的每一个周期对前一个周期的结果进行补偿,从而一定程度上减少了图像的抖动。
[0088] 在上述任一实施例中,在驱动组件902驱动被测物体运动后,控制驱动组件902间歇性工作,以使被测物体进行周期性运动,具体包括:在驱动组件902驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件902的间歇性工作的工作电流,以使被测物体进行周期性运动。
[0089] 在该实施例中,在进行实际扫描前,需用标准校验样品进行扫描。其中,校验样品可以为与被测物体的重量一致的等间距的平板。通过对校验样品的反复测量,获得一个基于实际位移台不同位置摩擦力大小的调节参数基准表。进一步地,在驱动组件902驱动被测物体运动后,按照参数基准表控制驱动组件902的间歇性工作的工作电流以使被测物体进行周期性运动,从而避免闭环控制参数的突变和过量超调,减少非必要的计算。
[0090] 在上述任一实施例中,将多个周期的运动图像拼接成最终图像,具体包括:将多个周期的运动图像首尾对应的进行拼接;并按照预定形状对拼接后的运动图像进行裁切,输出最终图像。
[0091] 在该实施例中,将获取到的多个周期的运动图像按照位移的变化进行首尾对应的拼接,然后按照理论图像对拼接后的图像进行裁剪边缘,最后输出最终图像,从而避免了输出的图像是抖动的图像。
[0092] 根据本发明的第三个目的,提出了一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法。
[0093] 本发明提供的存储介质,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法的步骤,因此该存储介质包括上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法的全部有益效果。
[0094] 根据本发明的第四个目的,提出了一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法。
[0095] 本发明提供的电子设备,计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法的步骤,因此该电子设备包括上述任一实施例的动态物体扫描成像的方法的全部有益效果。
[0096] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0097] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。