ПОЛУЧЕНИЕ ТОПОГРАФИИ ОБЪЕКТОВ, ИМЕЮЩИХ ПРОИЗВОЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКУЮ ФОРМУ

1. Способ для позиционирования объекта на оптической сенсорной системе для получения его поверхности, причем сенсорная система имеет комплект двигателей для вращения объекта вокруг оси двигателя, перпендикулярной оптической оси сенсорной системы, и для перемещения объекта в направлениях X, Y и Z, причем способ содержит этапы, на которых:
(a) получают рельефную карту области в зоне обзора сенсорной системы;
(b) рассчитывают нормаль, отображающую топографию рельефной карты области;
(c) определяют угловое расхождение между нормалью и оптической осью сенсорной системы;
(d) сопоставляют угловое расхождение с пороговым углом для определения того, перпендикулярна ли сенсорной оси поверхность области;
(e) если угловое расхождение больше, чем пороговый угол, объект вращают для достижения нового угла расхождения, меньшего, чем упомянутый пороговый угол; и
(f) перемещают упомянутый объект для переставления упомянутой области в упомянутой зоне обзора после того, как упомянутое вращение сместило упомянутую область.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий повторение этапов (a)-(f) для упомянутой рельефной карты упомянутой области, до того, как упомянутый новый угол расхождения станет меньше, чем упомянутый пороговый угол, после упомянутого перемещения.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
- передвигают, по меньшей мере, один, - упомянутый объект или сенсор, для обеспечения новой области поверхности в упомянутой зоне обзора упомянутой сенсорной системы; и
- повторяют этапы (a)-(f) для нескольких областей упомянутой поверхности и объединяют упомянутые несколько областей, с созданием мозаики упомянутой поверхности упомянутого объекта.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
- устанавливают упомянутый комплект двигателей в начальную позицию для начального получения упомянутой поверхности и в конечную позицию для конечного получения упомянутой поверхности; и
- определяют текущую позицию упомянутой оси двигателя относительно базовой позиции в базовой системе координат.
5. Способ по п.4, в котором упомянутое определение фактической позиции упомянутой оси двигателя включает в себя этапы, на которых:
(g) принимают фактическую позицию (0, 0) для упомянутой оси двигателя;
(h) получают первую рельефную карту области в зоне обзора сенсорной системы с упомянутым комплектом двигателей в упомянутой начальной позиции;
(i) осуществляют вращение упомянутой поверхности вокруг упомянутой оси двигателя на небольшую величину θ;
(j) получают последующую рельефную карту области в зоне обзора сенсорной системы;
(k) измеряют относительное вращение и смещение между первой рельефной картой и последующей рельефной картой;
(1) рассчитывают временную позицию оси двигателя с использованием только первой рельефной карты и последующей рельефной карты;
(m) рассчитывают весовой коэффициент достоверности, описывающий достоверность временной позиции оси двигателя;
(n) обновляют фактическую позицию оси двигателя с использованием весового коэффициента достоверности и временной позиции оси двигателя;
(o) тестируют упомянутую текущую позицию на сходимость; и
(p) повторяют этапы (i)-(o) до достижения сходимости.
6. Способ по п.4, в котором упомянутая установка упомянутого комплекта двигателей в начальную позицию включает в себя этапы, на которых:
(q) получают первую рельефную карту области в зоне обзора сенсорной системы;
(r) рассчитывают нормаль, отображающую топографию рельефной карты области;
(s) измеряют угол между нормалью и оптической осью и сопоставляют с пороговым углом;
(t) если измеренный угол больше порогового угла, вращают объект на небольшую величину для достижения нового угла;
(u) получают вторую рельефную карту области в пределах зоны обзора после вращения;
(v) определяют относительное смещение между общими данными из первой рельефной карты и второй рельефной карты;
(w) перемещают объект за счет относительного смещения и повторяют этапы (q)-(w), пока измеренный угол не станет меньше упомянутого порогового угла; и
(x) если измеренный угол меньше, чем упомянутый пороговый угол, - сохраняют текущую позицию упомянутого комплекта двигателей в качестве упомянутой начальной позиции.
7. Способ по п.6, в котором упомянутый (r) расчет нормали, отображающей топографию рельефной карты области, включает в себя этапы, на которых:
- задают усредненный профиль вдоль направления Y, описывающий общую форму топографии; и
- рассчитывают нормаль усредненного профиля.
8. Способ по п.3, в котором упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в упомянутой зоне обзора содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет более 50%.
9. Способ по п.8, в котором упомянутое передвижение включает в себя этапы, на которых:
- определяют позицию точки текущего участка, которая согласуется с заранее определенным фиксированным перекрыванием между последовательными получаемыми областями;
- идентифицируют нормаль к этой точке;
- вращают объект для установления нормали этой точке параллельно оптической оси;
y
- перемещают поверхность на величину Shift для помещения этой точки в центр зоны обзора; и
y-Update
y
y
- обновляют позицию оси двигателя до достижения R=R+Shift.
10. Способ по п.3, в котором упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в упомянутой зоне обзора содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет менее 50%.
11. Способ по п.10, в котором упомянутое передвижение включает в себя этапы, на которых:
- идентифицируют нормаль самой дальней точки топографии текущего участка на границе зоны обзора;
- определяют угол BETA между нормалью и оптической осью;
- вращают объект на величину (1+ALPHA)*BETA, где ALPHA - положительный параметр, который является убывающей функцией перекрывания, которая стремится к нулю, когда перекрывание стремится к 50%;
y
- перемещают объект на величину Shift для помещения точки вне центра зоны обзора в соответствии с перекрыванием; и
γ-Update
y+Shifty
- обновляют позицию оси двигателя до достижения R=R.
12. Способ по п.3, в котором упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в зоне обзора содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет примерно 50%.
13. Способ по п.12, в котором упомянутое передвижение включает в себя этапы, на которых:
- идентифицируют нормаль к самой дальней точки топографии текущего участка на границе зоны обзора;
- вращают объект для установления нормали к самой дальней точке параллельно оптической оси;
- перемещают поверхность для помещения самой дальней точки в центр зоны обзора; и
γ-Update
y
y
- обновляют позицию оси двигателя до достижения R=R+Shift.
14. Считываемая компьютером память, имеющая записанные на ней предписания и команды для исполнения компьютером, для осуществления способа по пп.1-13.
15. Система позиционирования объекта для использования совместно с оптической сенсорной системой для получения поверхности объекта, причем сенсорная система имеет комплект двигателей для вращения объекта вокруг оси двигателя, перпендикулярной оптической оси сенсорной системы, и для перемещения объекта в направлениях X, Y и Z, причем система содержит:
- процессор в компьютерной системе;
- память, доступную для процессора; и
- приложение, связанное с процессором, причем приложение сконфигурировано для:
(a) получения рельефной карты области в зоне обзора сенсорной системы;
(b) расчета нормали, отображающей топографию рельефной карты области;
(c) определения углового расхождения между нормалью и оптической осью сенсорной системы;
(d) сопоставления углового расхождения с пороговым углом для определения того, перпендикулярна ли сенсорной оси поверхность области;
(e) если угловое расхождения больше порогового угла, - вращения объекта для достижения нового угла расхождения, меньшего, чем упомянутый пороговый угол; и
(f) перемещения упомянутого объекта для переставления упомянутой области в пределах упомянутой зоны обзора после того, как упомянутое вращение сместило упомянутую область.
16. Система по п.15, в которой упомянутое приложение также сконфигурировано для:
установки упомянутого комплекта двигателей в начальную позицию для начального получения упомянутой поверхности, и в конечную позицию для конечного получения упомянутой поверхности; и
определения фактической позиции упомянутой оси двигателя относительно базовой позиции в базовой системе координат.
17. Система по п.16, в которой упомянутое определение фактической позиции упомянутой оси двигателя включает в себя:
(g) принятие фактической позиции (0, 0) для упомянутой оси двигателя;
(h) получение первой рельефной карты области в зоне обзора сенсорной системы с упомянутым комплектом двигателей в упомянутой начальной позиции;
(i) выполнение вращения упомянутой поверхности вокруг упомянутой оси двигателя на небольшую величину θ;
(j) получение последующей рельефной карты области в зоне обзора сенсорной системы;
(k) измерение относительного вращения и смещения между первой рельефной картой и последующей рельефной картой;
(1) расчет временной позиции оси двигателя, с использованием только первой рельефной карты и последующей рельефной карты;
(m) расчет весового коэффициента достоверности, описывающего достоверность временной позиции оси двигателя;
(n) обновление фактической позиции оси двигателя, с использованием весового коэффициента достоверности и временной позиции оси двигателя;
(o) тестирование упомянутой фактической позиции на сходимость; и
(p) повторение этапов (i)-(o) до достижения сходимости.
18. Система по пп.16 или 17, в которой упомянутая установка упомянутого комплекта двигателей в начальной позиции включает в себя:
(q) получение первой рельефной карты области в зоне обзора сенсорной системы;
(r) расчет нормали, отображающей топографию рельефной карты области;
(s) измерение угла между нормалью и оптической осью и сопоставление с пороговым углом;
(t) если измеренный угол больше порогового угла, - вращение объекта на небольшую величину для достижения нового угла;
(u) получение второй рельефной карты области в пределах зоны обзора после вращения;
(v) определение относительного смещения между общими данными от первой рельефной карты и второй рельефной карты;
(w) перемещение объекта за счет относительного смещения и повторение этапов (q)-(w), пока измеренный угол не станет меньше упомянутого порогового угла; и
(x) если измеренный угол меньше упомянутого порогового угла, - сохранение текущей позиции упомянутого комплекта двигателей в качестве упомянутой начальной позиции.
19. Система по п.18, в которой упомянутый (r) расчет нормали, отображающей топографию рельефной карты области, включает в себя:
- определение усредненного профиля вдоль направления Y, описывающего общую форму топографии; и
- расчет нормали усредненного профиля.
20. Система по любому из пп.15-17, в которой упомянутое приложение дополнительно сконфигурировано для:
- передвижения, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в пределах упомянутой зоны обзора упомянутой сенсорной системы; и
- повторения этапов (a)-(f) для нескольких областей упомянутой поверхности и объединения упомянутых нескольких областей, с созданием мозаики упомянутой поверхности упомянутого объекта.
21. Система по п.20, в которой упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в пределах упомянутой зоны обзора содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет более 50%.
22. Система по п.21, в которой упомянутое передвижение содержит:
- определение позиции точки текущего участка, которая согласуется с заранее определенным фиксированным перекрыванием между последовательными получаемыми областями;
- идентификацию нормали к этой точке;
- вращение объекта для установки нормали к этой точке параллельно оптической оси;
y
- перемещение поверхности на величину Shift для помещения этой точки в центр зоны обзора; и
y-Update
y
y
- обновление позиции оси двигателя до достижения R=R+Shift.
23. Система по п.20, в которой упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта или сенсора, для обеспечения новой области поверхности в пределах упомянутой зоны обзора, содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет менее 50%.
24. Система по п.23, в которой упомянутое передвижение содержит:
- идентификацию нормали к самой дальней точке топографии текущего участка на границе зоны обзора;
- определение угла BETA между нормалью и оптической осью;
- вращение объекта на величину (1+ALPHA)*BETA, где ALPHA - положительный параметр, который является убывающей функцией перекрывания, которая стремится к нулю, когда перекрывание стремится к 50%;
y
- перемещение объекта на величину Shift для помещения точки вне центра зоны обзора в соответствии с перекрыванием; и
γ-Update
Y
y
- обновление позиции оси вращения двигателя до достижения R=R+Shift.
25. Система по п.20, в которой упомянутое передвижение, по меньшей мере, одного из, - упомянутого объекта и сенсора для обеспечения новой области поверхности в упомянутой зоне обзора содержит наличие перекрывания между последовательными областями, которое составляет примерно 50%.
26. Система по п.25, в которой упомянутое передвижение включает в себя:
- идентификацию нормали к самой дальней точки топографии текущего участка на границе зоны обзора;
- вращение объекта для установления нормали к самой дальней точке параллельно оптической оси;
- перемещение поверхности для помещения самой дальней точки в центр зоны обзора; и
γ-Update
γ
y.
- обновление позиции оси двигателя до R=R+Shift