Опорный маркер - Fiducial marker

А линейка используется как реперный маркер

А реперный маркер или же реперный это объект, помещенный в поле зрения из система визуализации который появляется в созданном изображении для использования в качестве ориентира или меры. Это может быть что-то, помещенное в объект изображения или на нем, или отметка или набор отметок на объекте. сетка оптического прибора.

Точность

В оптической микроскопии высокого разрешения реперные точки могут использоваться для активной стабилизации поля зрения. Достижима стабилизация лучше 0,1 нм.[1]

Приложения

На фотографиях НАСА прицельная сетка на Тарелка Réseau позволяют обнаруживать и исправлять искажения из-за обработки и обработки.

Физика

В физика, 3D компьютерная графика, и фотография, реперные точки являются опорными точками: фиксированными точками или линиями в пределах сцены, с которыми могут быть связаны другие объекты или относительно которых объекты могут быть измерены. Камеры, оснащенные Тарелки Réseau создавать эти референтные метки (также называемые Кресты Réseau ) и обычно используются НАСА. Такие знаки тесно связаны с отметки времени используется в оптическое распознавание меток.[нужна цитата ]

Географическая съемка

В воздухе геофизический В съемках также используется термин «реперная точка» как порядковый номер ссылки при измерении различными геофизическими инструментами во время исследовательского полета. Это применение термина произошло от фото с воздуха номера кадров, которые первоначально использовались для определения местоположения линий геофизических исследований на заре аэрогеофизических исследований. С тех пор этот метод позиционирования был заменен на GPS, но термин «реперная точка» продолжает использоваться в качестве привязки ко времени для данных, измеренных во время полетов.[нужна цитата ]

Дополненная реальность

Сравнение некоторых реперных маркеров дополненной реальности для компьютерного зрения

В приложениях дополненная реальность, реперные знаки помогают решить несколько проблем интеграции между реальным мировоззрением и синтетическими изображениями, которые его дополняют.[2] Реперные точки известного образца и размера могут служить в качестве якорей реального местоположения, ориентации и масштаба. Они могут установить идентичность сцены или объектов внутри сцены. Например, реперный знак, напечатанный на одной странице дополненной реальности. всплывающая книга будет идентифицировать страницу, чтобы позволить системе выбрать дополнительный контент. Это также послужило бы для привязки координат расширенного контента к трехмерному местоположению, ориентации и масштабу открытой книги, помогая создать стабильное и точное сочетание реальных и синтетических изображений.

Чуть более сложный пример - несколько реперных знаков, каждый из которых прикреплен к отдельной детали в дополненной реальности. настольная игра.

Метрология

Появление маркеров на изображениях может служить ориентиром для масштабирование изображения, или может позволить изображению и физическому объекту или нескольким независимым изображениям быть коррелированный. Путем размещения реперных маркеров в известных местах на объекте, относительный масштаб полученного изображения может быть определен путем сравнения положений маркеров на изображении и на объекте. В таких приложениях, как фотограмметрия, реперные отметки геодезической камеры могут быть установлены так, чтобы они определяли главную точку, в процессе, называемом "коллимация ".[нужна цитата ] Это было бы творческим использованием того, как обычно понимается термин «коллимация».

Наборы реперных знаков

Немного штрих-код считыватели могут оценить перемещение, ориентацию и вертикальную глубину штрих-кода известного размера относительно устройства считывания штрих-кода.[3]

Некоторые наборы реперных маркеров специально разработаны, чтобы обеспечить быстрое обнаружение с малой задержкой оценки 6-мерного положения (3-мерное местоположение и 3-мерную ориентацию) и идентификацию сотен уникальных реперных маркеров.[4]Например, маркер WhyCon,[5] Маркеры WhyCode,[4] реперные знаки reacTIVision "амеба", реперные знаки d-touch,[6][7][8] или круглые бирки штрих-кода TRIP (рингкоды).[9]

Медицинская визуализация

Реперные маркеры используются в широком диапазоне медицинская визуализация Приложения. Изображения одного и того же объекта, полученные с помощью двух разных систем визуализации, могут быть коррелированы путем размещения реперного маркера в области, отображаемой обеими системами. В этом случае необходимо использовать маркер, который виден на изображениях, полученных с помощью обоих методов визуализации. Таким способом функциональная информация от ОФЭКТ или же позитронно-эмиссионная томография могут быть связаны с анатомической информацией, предоставленной магнитно-резонансная томография (МРТ).[10]

Точно так же реперные точки, установленные во время МРТ, могут быть соотнесены с изображениями мозга, созданными с помощью магнитоэнцефалография для локализации источника мозговой активности. Такие реперные точки или маркеры часто создаются на томографических изображениях, таких как компьютерная томография, магнитный резонанс и позитронно-эмиссионная томография изображения с помощью таких устройств, как N-локализатор [11] и локализатор Штурм-Пастырь.[12]

Электрокардиография

В электрокардиография (ЭКГ) реперные точки - это ориентиры на комплексе ЭКГ, такие как изоэлектрическая линия (соединение PQ), и начало отдельных волн, таких как PQRST.

Клеточная биология

В процессах, которые включают отслеживание меченой молекулы, поскольку она включена в некоторый более крупный полимер, такие маркеры могут использоваться для отслеживания динамики роста / усадки полимера, а также его движения. Обычно используемые реперные маркеры представляют собой флуоресцентно меченные мономеры биополимеров. Задача измерения и количественной оценки того, что с ними происходит, заимствована из методов физики и компьютерной визуализации, таких как Спекл-визуализация.

Отслеживание социальных насекомых

Автоматизированные системы отслеживания поведения используются для изучения организации колоний социальных насекомых и поведения отдельных членов колонии. Эти системы объединяют реперные маркеры и машинное зрение для вывода местоположения и ориентации членов колонии несколько раз в секунду и, среди прочего, раскрывают структуру социальной сети муравьев. Camponotus Fellah.[13]

Рабочие-муравьи, помеченные реперными маркерами

Радиотерапия

В лучевая терапия и радиохирургические системы, реперные точки - это ориентиры в опухоли, помогающие выбрать правильные мишени для лечения. В нейронавигация, "реперная пространственная система координат" используется в качестве ориентира для использования в нейрохирургии для описания положения определенных структур внутри головы или в других частях тела. Такие реперные точки или ориентиры часто создаются в магнитно-резонансная томография и компьютерная томография изображения с помощью N-локализатор или локализатор Штурм-Пастырь.

Печатные платы

Опорный маркер микросхемы справа и всей печатной платы под ней

В печатная плата (PCB), реперные знаки, также известные как знаки распознавания схем, позволяют Оборудование для размещения SMT для точного определения местоположения и размещения деталей на досках. Эти устройства определяют расположение схемы, предоставляя общие измеряемые точки. Обычно их делают, оставляя круглую часть доски открытой от паяльная маска. Внутри этой области находится круг, обнажающий медное покрытие внизу. Этот центральный металлический диск может быть покрыт припоем, позолочен или обработан другим способом, хотя чаще всего используется голая медь, если не токопроводящий контакт. В качестве альтернативы можно использовать прозрачный лак для паяльной маски для покрытия реперных точек. Чтобы минимизировать ошибки округления Было хорошей практикой размещать реперные точки в той же сетке (или в нескольких ее точках), которая использовалась для размещения деталей, однако это не всегда возможно на платах с высокой плотностью размещения и больше не является требованием для современных высокопроизводительных плат. прецизионные станки.

Позолоченный круговой реперный маркер

Большинство установочных машин питаются досками для сборки по рельсам. конвейер, при этом плата зажимается в зоне сборки станка. Каждая доска будет зажиматься немного иначе, чем другие, и отклонение, которое обычно составляет всего десятые доли миллиметра, достаточно, чтобы испортить доску без надлежащей калибровки. Следовательно, типичная печатная плата будет иметь несколько реперных точек, чтобы роботы-монтажники могли точно определять ориентацию платы. Измеряя расположение реперных точек относительно плана платы, хранящегося в памяти машины, машина может надежно вычислить степень, в которой детали должны быть перемещены относительно плана, называемого компенсировать, чтобы обеспечить точное размещение.

Использование трех реперных точек позволяет машине определять смещение печатной платы как по осям X, так и по Y, а также определять, вращалась ли плата во время зажима, что позволяет машине вращать детали, которые необходимо разместить в соответствии. Такие реперные точки также называются глобальными реперными точками. Глобальные реперные точки также используются в сочетании с трафаретная печать. Без них принтер не печатал бы паяльную пасту в точном соответствии с контактными площадками. Детали, требующие очень высокой точности размещения, такие как массив сетки мячей пакеты, могут иметь дополнительные локальные реперные точки рядом с областью размещения пакета на плате для дальнейшей точной настройки таргетинга. Однако местный реперный знак нельзя использовать в процессе печати трафарета.

И наоборот, низкокачественные платы с низкой точностью могут иметь только два реперных точки или использовать контрольные точки, применяемые как часть процесса трафаретной печати, применяемого к большинству печатных плат. На некоторых платах очень низкого уровня в качестве контрольных точек могут использоваться металлические отверстия для крепежных винтов, хотя это дает очень низкую точность.

При создании прототипов и небольших серийных производствах использование реперной камеры может значительно улучшить процесс изготовления плат. За счет автоматического определения координатных маркеров камера автоматизирует выравнивание доски. Это помогает при нанесении спереди назад и в многослойных приложениях, устраняя необходимость в установочных штифтах.[14]

Печать

В цветная печать, реперные знаки - также называемые "регистрация черный "- используются на границе голубого, пурпурного, желтого и черного цветов (CMYK ) печатные формы, чтобы их можно было правильно совместить друг с другом.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Картер, Эшли Р.; Кинг, Гэвин М .; Ульрих, Тереза ​​А .; Холзи, Уэйн; Альхенбергер, Дэвид; Перкинс, Томас Т. (2007-01-04). «Стабилизация оптического микроскопа до 01 нм в трех измерениях». Прикладная оптика. 46 (3): 421–7. Bibcode:2007АпОпт..46..421C. Дои:10.1364 / AO.46.000421. PMID  17228390.
  2. ^ Минхуа Ма; Лакхми К. Джайн; Пол Андерсон (25 апреля 2014 г.). Виртуальная реальность, дополненная реальность и серьезные игры для здравоохранения 1. Springer Science & Business. ISBN  978-3-642-54816-1.
  3. ^ Ло, Чи-Чунг; Чанг, К. А. (1995), "Нейронные сети для позиционирования штрих-кода в автоматизированной обработке материалов", Слушания IEEE Conference on Industrial Automation and Control Emerging Technology Applications, стр. 485–491, Дои:10.1109 / IACET.1995.527607, ISBN  0-7803-2645-8, S2CID  111253679
  4. ^ а б Лайтбоди, Питер (2017). «Эффективная система визуальной реперной локализации» (PDF). Обзор прикладных вычислений SIGAPP. 17 (3): 28–37. Дои:10.1145/3161534.3161537. S2CID  23129425.
  5. ^ Томас, Крайник (2014). «Практическая система локализации мультироботов» (PDF). Журнал интеллектуальных и робототехнических систем. 76 (3–4): 539–562. Дои:10.1007 / s10846-014-0041-х. S2CID  4985852.
  6. ^ Бенцина, Росс; Кальтенбруннер, Мартин. «Дизайн и эволюция реперных знаков для системы reacTIVision» (PDF).
  7. ^ Бенцина, Росс; Кальтенбруннер, Мартин; Жорда, Серги. «Улучшенное отслеживание топологических реперных точек в системе reacTIVision» (PDF).
  8. ^ «reacTIVision: набор инструментов для осязаемых мультисенсорных поверхностей».
  9. ^ де Ипина, Диего Лопес; Mendonca, Paulo R.S .; Хоппер, Энди (2002). «ПОЕЗДКА: недорогая система определения местоположения на основе видения для повсеместных вычислений». CiteSeerX  10.1.1.20.2455. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь) [1]
  10. ^ Эриксон, Б. Дж .; Джек-младший, К. Р. (1993). «Корреляция однофотонной эмиссионной КТ с данными МР-изображения с использованием фидуциарных маркеров». Американский журнал нейрорадиологии. 14 (3): 713–720. PMID  8517364.
  11. ^ Галлоуэй, Р.Л. младший (2015). «Введение и исторические перспективы хирургии под визуальным контролем». В Голби, AJ (ред.). Нейрохирургия под визуальным контролем. Амстердам: Эльзевир. С. 2–4. Дои:10.1016 / B978-0-12-800870-6.00001-7. ISBN  978-0-12-800870-6.
  12. ^ Штурм В., Пастир О., Шлегель В., Шарфенберг Н., Забель Г. Дж., Нетцебанд Г., Шабберт С., Берберих В. (1983). «Стереотаксическая компьютерная томография с модифицированным устройством Рихерта-Мундингера как основа для комплексных стереотаксических нейрорадиологических исследований». Acta Neurochirurgica. 68 (1–2): 11–17. Дои:10.1007 / BF01406197. PMID  6344559. S2CID  38864553.
  13. ^ Mersch, Danielle P .; Креспи, Алессандро; Келлер, Лоран (2013). «Отслеживание людей показывает, что пространственная верность - ключевой регулятор социальной организации муравьев». Наука. 340 (6136): 1090–1093. Bibcode:2013Наука ... 340.1090M. Дои:10.1126 / science.1234316. PMID  23599264. S2CID  27748253.
  14. ^ https://www.youtube.com/watch?v=-tVZ-sdxG2o