CN107289868B - 运动台位移测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运动台位移测量装置及方法,该装置包括与物镜连接的主基板、设置在所述主基板上的若干摄像机,以及沿运动台上表面等间距分布的若干标记,所述摄像机分别沿X向和Y向排列,相邻两个摄像机的间距与相邻两个标记的间距相等且小于等于所述摄像机的视场。本发明采用摄像机进行图像测量,受环境影响小,避免了现有技术的光路受到环境影响较大的缺陷,同时,本发明的运动台位移测量装置结构简单,装配难度低,校准和安装更加简易。

Description

运动台位移测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种运动台位移测量装置及方法,应用于集成电路制造领域。
背景技术
光刻机是集成电路制造工艺中的关键设备,运动台在光刻机中用于承载和移动掩模版和硅片等,是光刻机的重要分系统。随着对光刻机技术要求如套刻精度、光刻均匀性和产率等的不断提高,需要运动台在大范围内高速运动的情况下,仍然能保持较高的测量重复性。现有技术采用激光干涉仪和平面光栅尺测量装置来测量运动台的位移,通过布置多个相应测量装置,获得运动台的六自由度,评定运动台的测量重复性。
现有技术的激光干涉仪,从激光器发出的光束,由分光镜分为参考光束和测量光束,并分别从固定反射镜和可动反射镜反射到探测器上,当固定在运动台上的可动反射镜随着运动台发生位移时,测量光束在探测器上的位置也发生变化,继而被转换获得运动台的位移值。这种技术,受到空气环境的影响较大。随着运动台行程的不断增加,激光干涉仪在空气中的光程也相应增加,所以其测量的准确性受到空气的干扰,而且,运动台高速运动时会导致空气流动加剧,从而导致环境压力在短时间内急剧变化,这也对激光干涉仪的准确性产生不利影响,因此,需要高精度的环境监控设备对激光干涉仪所在的环境进行监控,实时对测量结果进行补偿,这导致其结构复杂、体积较大。
现有技术的平面光栅尺测量装置,通过激光器发出的光束,经过反射器反射后到达透射型衍射光栅,经透射型衍射光栅衍射分束后,形成正1级衍射光束和负1级衍射光束,所述两种衍射光束再经过反射型衍射光栅和反射器进行多次反射,最终回到探测器上。当固定在运动台上的反射型衍射光栅发生位移时,所述两种衍射光束在探测器上的位置发生改变,通过转换获得运动台的位移值。这种技术,所述两种衍射光束沿不同路径传播的总路径长度较短,因此,光路受到空气变化的影响相对较小,但是,其位移测量的模型结构复杂,需要校准的机器常数较多,增加了工作量,而且,对装配的要求较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种受环境影响小、校准和安装更加简易的运动台位移测量装置及方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种运动台位移测量装置,包括与物镜连接的主基板、设置在所述主基板上的若干摄像机,以及沿运动台上表面等间距分布的若干标记,所述摄像机分别沿X向和Y向排列,相邻两个摄像机的间距与相邻两个标记的间距相等且小于等于所述摄像机的视场。
优选的,所述标记至少分布在两个X向直线和两个Y向直线上。
优选的,还包括基准板,所述基准板固定在所述运动台上表面,所述标记设置在所述基准板上。
优选的,所述基准板的数量为4个,固定在所述运动台上表面的四边。
优选的,所述摄像机的记录速度为1000帧/秒以上。
优选的,位于X向两端的摄像机的间距大于等于所述运动台在X向上的行程,位于Y向两端的摄像机的间距大于等于所述运动台在Y向上的行程。
优选的,所述主基板为十字形、口字形或者田字形。
优选的,所述标记为十字形、一字形或口字形。
优选的,所述标记包括多个子标记。
一种运动台位移测量方法,包括:
步骤1:在运动台上表面设置若干等间距分布的标记,在与物镜连接的主基板上安装摄像机,所述摄像机分别沿X向和Y向排布,相邻两个摄像机的间距与相邻两个标记的间距相等且小于等于所述摄像机的视场;
步骤2:确定每个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系,所述运动台坐标系的零点位于所述运动台的中心,且坐标系方向和摄像机视场坐标保持相同;
步骤3:根据目标视场位置和物镜当前位置进行路径规划,确定每一个伺服周期内物镜在运动台坐标系中的目标位置,根据所述目标位置确定所需要使用的摄像机及其对应的标记;
步骤4:在每个伺服周期中,根据步骤3中摄像机视场内标记的位置,确定所述运动台相对于物镜的位置,即而获得物镜相对于运动台坐标系的位置。
优选的,步骤1中进一步包括:
所述标记设置在基准板上,所述基准板的数量为4个,固定在所述运动台上表面的四边,在安装所述基准板时,采用如下方法进行调整:
移动运动台,使所述基准板一端的标记位于任一摄像机的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P1(P1.x、P1.y);沿X向或Y向移动运动台,移动距离为(n-1)·L,使该基准板另一端的标记位于该摄像机的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P2(P2.x、P2.y);
通过如下公式计算X向基准板的旋转自由度Rz
通过如下公式计算Y向基准板的旋转自由度Rz
其中,n为该基准板上标记的个数,L为相邻标记中心的间距;根据所述旋转自由度对该基准板进行调整。
优选的,步骤1中进一步包括:
在安装所述摄像机时,采用如下方法获得每个摄像机的位置偏差,根据所述位置偏差对摄像机位置进行调整:
获取位于零点摄像机视场内的标记的位置坐标;同时获取该标记在X向、Y向上其它摄像机视场内的位置坐标,根据所述两个位置坐标确定其它摄像机与零点摄像机的位置偏差,所述零点摄像机为位于所述主基板中心的摄像机。
优选的,步骤2中,确定单个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系的步骤包括:
将运动台坐标系的零点与所述主基板上零点摄像机的中心重合且使两者的坐标系方向相同;设同一标记在摄像机视场中的位置为A(A.x、A.y),其在运动台坐标系中的位置为B(B.x、B.y),则A和B的转换关系满足如下公式:
对于序列号为xi的摄像机,
对于序列号为yi的摄像机,
其中,i=±1,±2……±max,xi为X向摄像机序列号,yi为Y向摄像机序列号,L为相邻标记中心的间距。
优选的,步骤3进一步包括:根据所述目标位置确定所对应使用的两个X向摄像机以及与所述两个X向摄像机对应的标记,和两个Y向摄像机以及与所述两个Y向摄像机对应的标记。
优选的,步骤3中进一步包括:
所述目标位置在运动台坐标系中的位置为P(P.x、P.y),通过如下公式确定所述目标位置所对应使用的两个X向摄像机和两个Y向摄像机:
其中,L为相邻标记中心的间距,floor表示取与该数值相邻的两个整数中较小的一个,ceil表示取与该数值相邻的两个整数中较大的一个;
根据ix和iy的值,确定对应使用的摄像机序列号。
优选的,步骤4进一步包括:
在每个伺服周期中,将所述两个X向摄像机对应标记的视场坐标和所述两个Y向摄像机对应标记的视场坐标转换成运动台坐标,根据所述运动台坐标确定所述运动台相对于物镜的位置,即而获得物镜相对于运动台坐标系的位置,并输入到控制器伺服控制,直到物镜到达所述目标视场位置。
优选的,步骤4中,通过如下公式确定所述运动台相对于物镜的位置:
其中,
Px1.x、Px2.x分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Py1.y、Py2.y分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
X是运动台相对于物镜的X向位置;
Y是运动台相对于物镜的Y向位置。
优选的,步骤4中进一步包括公式:
其中,
Px1.y、Px2.y分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
Py1.x、Py2.x分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Lmx是X向上两端标记中心的间距;
Lmy是Y向上两端标记中心的间距;
Rzx是运动台相对于物镜的X向偏转;
Rzy是运动台相对于物镜的Y向偏转。
与现有技术相比,本发明的技术方案通过在运动台上设置标记及与之对应的在X向和Y向上排布的摄像机,相邻两个标记的间距等于相邻两个摄像机的间距,通过将两个X向摄像机和两个Y向摄像机中的对应标记的视场坐标,转换成运动台坐标,确定运动台相对于物镜的位置,即而获得物镜相对于运动台坐标系的位置,以此测量运动台的位移。本发明采用摄像机进行图像测量,受环境影响小,避免了现有技术的光路受到环境影响较大的缺陷,同时,本发明的运动台位移测量装置结构简单,装配难度低,校准和安装更加简易。
附图说明
图1是本发明一实施例中所述运动台位移测量装置的结构示意图;
图2是本发明一实施例中所述基准板的结构示意图;
图3是图1中所述运动台位移测量装置的测量示意图;
图4是本发明一实施例中所述运动台位移测量装置的视场示意图;
图5是图1中所述运动台位移测量装置的测量示意图;
图6是图1中所述运动台位移测量装置的测量示意图;
图7是本发明一实施例中所述运动台位移测量方法的示意图;
图8是本发明一实施例中所述标记的结构示意图。
图中所示:10:运动台基座;20:运动台;21:第一X向基准板;22:第一Y向基准板;23:第二X向基准板;24:第二Y向基准板;30:标记;40:摄像机;50:主基板;xm-2~xm2:第一X向标记序列号;ym-1~ym1:第一Y向标记序列号;xn-2~xn2:第二X向标记序列号;yn-1~yn1:第二Y向标记序列号;x-4~x4:X向摄像机序列号;y-4~y4:Y向摄像机序列号;P1、第一X向基准板左端标记的摄像机视场位置;P2、第一X向基准板右端标记的摄像机视场位置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述:
实施例1
如图1所示,本发明的运动台位移测量装置,包括与物镜连接的主基板50、设置在所述主基板50上的若干摄像机40和沿运动台20上表面等间距分布的若干标记30,所述主基板50为十字形,所述摄像机40在X向和Y向上各分布一排,数量均为9个,此实施例仅为举例,所述摄像机40的数量可由运动台20和摄像机40视场的大小共同确定,相邻摄像机40中心的间距相同且小于等于摄像机40的视场大小,所述标记30构成口字形,相邻标记30中心的间距和相邻摄像机40中心的间距均为L。所述运动台20在X向的长度为2Lx,Lx=2.5L,在Y向上的长度为2Ly,Ly=2.5L。所述X向两端的摄像机40中心的间距为8L,所述Y向两端的摄像机40中心的间距为8L。所述运动台20在运动台基座10上运动。
如图2所示,本发明还包括基准板,所述基准板的数量为4个,所述基准板固定在运动台20上表面,所述标记30设置在所述基准板上。所述基准板包括第一X向基准板21(设置的标记序列号分别为:xm-2、xm-1、xm0、xm1、xm2)、第二X向基准板23(设置的标记序列号分别为:xn-2、xn-1、xn0、xn1、xn2)、第一Y向基准板22(设置的标记序列号分别为:ym-1、ym0、ym1)、第二Y向基准板24(设置的标记序列号分别为:yn-1、yn0、yn1)。
优选的,所述摄像机40的记录速度为1000帧/秒以上。
优选的,如图8所示,所述标记30包括多个子标记。其中,中间的子标记为大标记,其余的子标记为小标记,所述大标记用于快速捕捉,所述小标记用于精确定位,便于提高测量精度和效率。
参照图1和图7所示,本发明的运动台位移测量方法,包括:
步骤1:在运动台20上表面设置若干等间距分布的标记30,在与物镜连接的主基板50上安装摄像机,所述摄像机40分别沿X向和Y向等间距排布,相邻两个标记30的间距等于相邻两个摄像机40的间距。
在安装所述基准板时,采用如下方法进行调整:
如图4所示,移动运动台20,使所述第一X向基准板21左端的标记位于任一摄像机40的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P1(包括P1.x、P1.y),沿X向移动运动台20,移动距离为(n-1)·L,使所述第一X向基准板21右端的标记位于该摄像机40的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P2(包括P2.x、P2.y);该基准板的旋转自由度通过如下公式计算:
其中,n为该基准板上标记30的个数,L为相邻标记30中心的间距;
根据所述旋转自由度对该基准板进行调整,采用同样的方法,对其他基准板进行调整。
在安装所述摄像机40时,采用如下方法获得每个摄像机40的位置偏差,根据所述位置偏差对摄像机40位置进行调整:
所述主基板50上零点摄像机的摄像机视场内的某标记的位置为P0(包括P0.x、P0.y),移动运动台20,该标记在X向上其他摄像机视场中的位置为(包括),他们与所述零点摄像机的位置偏差为:该标记在Y向上其他摄像机视场中的位置为(包括),他们与所述零点摄像机的位置偏差为:其中,i=±1,±2……±max,xi为X向摄像机序列号,yi为Y向摄像机序列号,所述零点摄像机位于所述主基板50中心。
步骤2:确定每个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系。所述运动台坐标系的零点位于所述运动台20的中心,且坐标系方向和摄像机视场坐标保持相同。
通过如下方法确定单个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系:
将运动台坐标系的零点与主基板50上零点摄像机的中心重合且坐标系方向相同,同一标记在摄像机视场中的位置为A(包括A.x、A.y),其在运动台坐标系中的位置为B(包括B.x、B.y),则A和B的转换关系满足如下公式:
对于序列号为xi的摄像机,
对于序列号为yi的摄像机,
其中,i=±1,±2……±max,xi为X向摄像机序列号,yi为Y向摄像机序列号,L为相邻标记30中心的间距。
步骤3:根据目标视场位置和物镜当前位置进行路径规划,确定每一个伺服周期内物镜在运动台坐标系中的目标位置,根据所述目标位置确定所对应使用的两个X向摄像机以及与所述两个X向摄像机对应的标记,和两个Y向摄像机以及与所述两个Y向摄像机对应的标记。
通过如下公式确定所述目标位置所对应使用的两个X向摄像机和两个Y向摄像机,所述目标位置在运动台坐标系中的位置为P,包括P.x、P.y,其与所需要使用摄像机的序列号关系为:
如果ix等于零,那么对应的X向摄像机序列号为:xp、x-p
如果iy等于零,那么对应的Y向摄像机序列号为:yq、y-q
如果ix大于零,那么对应的X向摄像机序列号为:xix、x-p-ix
如果iy大于零,那么对应的Y向摄像机序列号为:yiy、y-q-iy
如果ix小于零,那么对应的X向摄像机序列号为:xix、xp-ix
如果iy小于零,那么对应的Y向摄像机序列号为:yiy、yq-iy
其中,
如果ix等于p,那么对应的X向摄像机序列号为:x0、x-2p
如果ix等于-p,那么对应的X向摄像机序列号为:x0、x2p
如果iy等于q,那么对应的Y向摄像机序列号为:y0、y-2q
如果iy等于-q,那么对应的Y向摄像机序列号为:y0、y2q
其中,p、q的值通过如下公式计算:
当Lx/L为非整数时,当Lx/L为整数时,
其中,L为相邻标记30中心的间距,Lx为运动台20在X向方向半长,Ly为运动台20在Y向方向半长,floor表示取与该数值相邻的两个整数中较小的一个,ceil表示取与该数值相邻的两个整数中较大的一个。
通过如下方法确定所述两个X向摄像机以及与所述两个X向摄像机对应的标记,和两个Y向摄像机以及与所述两个Y向摄像机对应的标记:
所述第一X向基准板21上标记的序列号为xm0、xm1、xm-1、……xmmax、xm-max;所述第二X向基准板23上标记的序列号为xn0、xn1、xn-1、……xnmax、xn-max;所述第一Y向基准板22上标记的序列号为ym0、ym1、ym-1、……ymmax、ym-max;所述第二Y向基准板24上标记的序列号为yn0、yn1、yn-1、……ynmax、yn-max
如果ix等于零,那么X向摄像机序列号为:xp、x-p,对应的X向上标记的序列号为:xmp、xnp
如果iy等于零,那么Y向摄像机序列号为:yq、y-q,对应的Y向上标记的序列号为:ymq、ynq
如果ix大于零,那么X向摄像机序列号为:xix、x-p-ix,对应的X向上标记的序列号为:xmix、xnix
如果iy大于零,那么Y向摄像机序列号为:yiy、y-q-iy,对应的Y向上标记的序列号为:ymiy、yniy
如果ix小于零,那么X向摄像机序列号为:xix、xp-ix,对应的X向上标记的序列号为:xmix、xnix
如果iy小于零,那么Y向摄像机序列号为:yiy、yq-iy,对应的Y向上标记的序列号为:ymiy、yniy
由于十字形的主基板50与所述4个基准板是垂直相交的,所以,所述X向摄像机会对应Y向基准板上的标记。根据上述ix和iy的不同组合,确定所述两个X向摄像机以及与所述两个X向摄像机对应的标记,和两个Y向摄像机以及与所述两个Y向摄像机对应的标记。
当运动台20位于如图3所示位置,物镜在运动台坐标系中的目标位置为(-L、L),此时,ix=-1,iy=1,对应的X向摄像机序列号为:x-1、x3,对应的Y向标记序列号为:ym1、yn1;对应的Y向摄像机序列号为:y1、y-3,对应的X向标记序列号为:xm-1、xn-1
当运动台20位于如图5所示位置,物镜在运动台坐标系中的目标位置为(-2L、0),此时,ix=-2,iy=0,对应的X向摄像机序列号为:x0、x4,对应的Y向标记序列号为:ym0、yn0;对应的Y向摄像机序列号为:y-2、y2,对应的X向标记序列号为:xm-2、xn-2
当运动台20位于如图6所示位置,物镜在运动台坐标系中的目标位置为(-2L、2L),此时,ix=-2,iy=2,对应的X向摄像机序列号为:x0、x4,对应的Y向标记序列号为:ym2、ym-2;对应的Y向摄像机序列号为:y0、y-4,对应的X向标记序列号为:xm-2、xn-2。其中,ym2和xm-2摄像机相同、ym-2和xn-2摄像机相同,x0和y0即为零点摄像机。
步骤4:在每个伺服周期中,将所述两个X向摄像机对应标记的视场坐标和所述两个Y向摄像机对应标记的视场坐标转换成运动台坐标,根据所述运动台坐标确定运动台20相对于物镜的位置,即而获得物镜相对于运动台坐标系的位置。然后输入到控制器伺服控制,所述控制器输出控制命令到执行器,所述执行器控制运动台20运动,直到物镜到达所述目标视场位置。所述控制器和每个摄像机通过时钟统一计时。
优选的,通过如下公式确定运动台20相对于物镜的位置:
其中,
Px1.x、Px2.x分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Py1.y、Py2.y分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
X是运动台20相对于物镜的X向位置;
Y是运动台20相对于物镜的Y向位置。
其中,
Px1.y、Px2.y分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
Py1.x、Py2.x分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Lmx是X向上两端标记中心的间距;
Lmy是Y向上两端标记中心的间距;
Rzx是运动台20相对于物镜的X向偏转;
Rzy是运动台20相对于物镜的Y向偏转。
重点参照图3,说明本运动台位移测量装置的测量过程:
当运动台20位于如图3所示位置时,ix=-1,iy=1,对应的摄像机序列号分别为:x-1、x3、y1、y-3,设每个摄像机相对于零点摄像机的位置偏差分别为(包括),(包括),(包括),(包括 ),对应的标记序列号分别为:ym1、yn1、xm-1、xn-1,设每个标记在对应摄像机视场中的位置分别为:(包括)、(包括)、(包括)、(包括)。则,
运动台20相对于物镜的X向位置:
运动台20相对于物镜的Y向位置:
运动台20相对于物镜的X向偏转:
运动台20相对于物镜的Y向偏转:
实施例2
作为本发明的又一种实施例,所述主基板为口字形,所述摄像机在X向和Y向上各分布两排。
实施例3
作为本发明的再一种实施例,所述主基板为田字形,所述摄像机在X向和Y向上各分布三排。
需要说明的是,实施例1、2和3仅是对本发明所述运动台位移测量装置的部分优选举例。在此基础上,经过合理的变动可以得到更多的实施方式,只要是通过在运动台上设置标记,将所述标记的摄像机视场坐标转换成运动台坐标系,获得物镜相对于运动台坐标系的位置,其亦在本发明的构思范围之内。

Claims (13)

1.一种运动台位移测量装置,其特征在于,包括与物镜连接的主基板、设置在所述主基板上的若干摄像机,以及沿运动台上表面等间距分布的若干标记,所述摄像机分别沿X向和Y向排列,所述标记分布在两个X向直线和两个Y向直线上,构成口字形,相邻两个摄像机的间距与相邻两个标记的间距相等且小于等于每个所述摄像机的视场。
2.根据权利要求1所述的运动台位移测量装置,其特征在于,还包括基准板,所述基准板固定在所述运动台上表面,所述标记设置在所述基准板上。
3.根据权利要求2所述的运动台位移测量装置,其特征在于,所述基准板的数量为4个,固定在所述运动台上表面的四边。
4.根据权利要求1所述的运动台位移测量装置,其特征在于,所述摄像机的记录速度为1000帧/秒以上。
5.根据权利要求1所述的运动台位移测量装置,其特征在于,位于X向两端的摄像机的间距大于等于所述运动台在X向上的行程,位于Y向两端的摄像机的间距大于等于所述运动台在Y向上的行程。
6.根据权利要求1所述的运动台位移测量装置,其特征在于,所述主基板为十字形或者田字形。
7.根据权利要求1所述的运动台位移测量装置,其特征在于,所述标记包括多个子标记。
8.一种运动台位移测量方法,其特征在于,包括:
步骤1:在运动台上表面设置若干等间距分布的标记,所述标记分布在两个X向直线和两个Y向直线上,构成口字形,在与物镜连接的主基板上安装摄像机,所述摄像机分别沿X向和Y向排布,相邻两个摄像机的间距与相邻两个标记的间距相等且小于等于每个所述摄像机的视场;
步骤2:确定每个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系,所述运动台坐标系的零点位于所述运动台的中心,且坐标系方向和摄像机视场坐标保持相同;
步骤3:根据目标视场位置和物镜当前位置进行路径规划,确定每一个伺服周期内物镜在运动台坐标系中的目标位置,根据所述目标位置确定所需要使用的摄像机及其对应的标记;
步骤4:在每个伺服周期中,根据步骤3中摄像机视场内标记的位置,确定所述运动台相对于物镜的位置,进而获得物镜相对于运动台坐标系的位置;
其中,步骤2中,确定单个所述摄像机视场坐标和运动台坐标系的转换关系的步骤包括:
将运动台坐标系的零点与所述主基板上零点摄像机的中心重合且使两者的坐标系方向相同;设同一标记在摄像机视场中的位置为A(A.x、A.y),其在运动台坐标系中的位置为B(B.x、B.y),则A和B的转换关系满足如下公式:
对于序列号为xi的摄像机,
对于序列号为yi的摄像机,
其中,i=±1,±2……±max,max等于在X向或Y向上除所述零点摄像机以外的摄像机数量的一半,xi为X向摄像机序列号,yi为Y向摄像机序列号,L为相邻标记中心的间距;
步骤3进一步包括:根据所述目标位置确定所对应使用的两个X向摄像机以及与所述两个X向摄像机对应的标记,和两个Y向摄像机以及与所述两个Y向摄像机对应的标记;
步骤3中进一步包括:
所述目标位置在运动台坐标系中的位置为P(P.x、P.y),通过如下公式确定所述目标位置所对应使用的两个X向摄像机和两个Y向摄像机:
其中,L为相邻标记中心的间距,floor(t)表示取与数值t相邻的两个整数中较小的一个,ceil(t)表示取与数值t相邻的两个整数中较大的一个;
根据ix和iy的值,确定对应使用的摄像机序列号。
9.根据权利要求8所述的运动台位移测量方法,其特征在于,步骤1中进一步包括:
所述标记设置在基准板上,所述基准板的数量为4个,固定在所述运动台上表面的四边,在安装所述基准板时,采用如下方法进行调整:
移动运动台,使所述基准板一端的标记位于任一摄像机的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P1(P1.x、P1.y);沿X向或Y向移动运动台,移动距离为(n-1)·L,使该基准板另一端的标记位于该摄像机的视场中央,获得该标记在该摄像机视场中的位置P2(P2.x、P2.y);
通过如下公式计算X向基准板的旋转自由度Rz
通过如下公式计算Y向基准板的旋转自由度Rz
其中,n为该基准板上标记的个数,L为相邻标记中心的间距;根据所述旋转自由度对该基准板进行调整。
10.根据权利要求8所述的运动台位移测量方法,其特征在于,步骤1中进一步包括:
在安装所述摄像机时,采用如下方法获得每个摄像机的位置偏差,根据所述位置偏差对摄像机位置进行调整:
获取位于零点摄像机视场内的标记的位置坐标;同时获取该标记在X向、Y向上其它摄像机视场内的位置坐标,根据所述两个位置坐标确定其它摄像机与零点摄像机的位置偏差,所述零点摄像机为位于所述主基板中心的摄像机。
11.根据权利要求8所述的运动台位移测量方法,其特征在于,步骤4进一步包括:
在每个伺服周期中,将所述两个X向摄像机对应标记的视场坐标和所述两个Y向摄像机对应标记的视场坐标转换成运动台坐标,根据所述运动台坐标确定所述运动台相对于物镜的位置,进而获得物镜相对于运动台坐标系的位置,并输入到控制器伺服控制,直到物镜到达所述目标视场位置。
12.根据权利要求8所述的运动台位移测量方法,其特征在于,步骤4中,通过如下公式确定所述运动台相对于物镜的位置:
其中,
Px1.x、Px2.x分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Py1.y、Py2.y分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
X是运动台相对于物镜的X向位置;
Y是运动台相对于物镜的Y向位置。
13.根据权利要求12所述的运动台位移测量方法,其特征在于,步骤4中进一步包括公式:
其中,
Px1.y、Px2.y分别是Y向两条边上的标记在对应X向摄像机x1、x2中的视场坐标转换后的运动台Y向坐标;
Py1.x、Py2.x分别是X向两条边上的标记在对应Y向摄像机y1、y2中的视场坐标转换后的运动台X向坐标;
Lmx是X向上两端标记中心的间距;
Lmy是Y向上两端标记中心的间距;
Rzx是运动台相对于物镜的X向偏转;
Rzy是运动台相对于物镜的Y向偏转。
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