Entwicklung und Erprobung eines Aufbaus zur gezielten ... - GSI

Die Steuerungssoftware 43
⎛U
⎜
⎝U
x
y
⎛ x ⎞
⎜ ⎟
⎝ y⎠
⎞
⎟
⎠
x=
y=
0
Bild
anliegende Spannungen, wenn der Strahl im Ursprungspunkt des Bildes ist,
die Position des Objektes, das bestrahlt werden soll.
cx/y sind Kalibrierungskonstanten für beide Richtungen mit der Dimension Volt/Pixel. ϕ ist
der Winkel zwischen den Achsen in denen der Strahl ausgelenkt wird und dem
Koordinatensystem im Kamerabild.
Für die Berechnung der Konstanten in dieser Gleichung müssen die Strahlpositionen im
Kamerabild für drei linear unabhängige Spannungsvektoren bestimmt werden. Wie diese
Positionsbestimmung technisch durchgeführt werden kann, wird in Kapitel 8 "Erste
Versuche" dargestellt.
7.3 Kalibrierung der Tischbewegung
Ziel der Kalibrierung der Tischbewegung ist es, die Tischkoordinaten, also den Abstand
zum Referenzpunkt des Tisches, der im Kamerabild erkannten Objekte, berechnen zu
können. Diese Berechnung wird bei der Eingabe der Probendaten, der Ausrichtung von zu
bestrahlenden Objekten und Ionenstrahl und bei der Bestimmung der Koordinaten dieser
Objekte benötigt.
Um die Berechnung durchführen zu können, muss die Position des Tisches, die sich gerade
im Ursprungspunkt des Bildkoordinatensystems befindet, von den Positionssensoren (siehe
Kapitel 3 "Der X-Y-Tisch") eingelesen werden. Aus dem Abstand der Objekte zu diesem
Ursprungspunkt können dann deren Tischkoordinaten berechnet werden (siehe Abb. 7.3).
Abb. 7.3 Schema zur Berechnung der Tischkoordinate eines Objektes im Kamerabild. Die Position des
Punktes im Zentrum des Bildes wird von den Positionssensoren eingelesen. Die anderen Koordinaten
können dann über den Abstand im Bild berechnet werden
Bei der Umrechnung zwischen den beiden linearen Koordinatensystemen kann folgende
Formel verwendet werden:
⎛ x ⎞
⎜ ⎟
⎝ y⎠
Tisch
⎛ x0
⎞
= ⎜
y ⎟
⎝ 0 ⎠
Tisch
⎛cosϕ − sinϕ
⎞ ⎛ x ⎞
+ c ⋅ ⎜
⎟ ⋅⎜
⎟
⎝ sinϕ
cosϕ
⎠ ⎝ y⎠
Bild