Tölvustýrð Smásjá

Abstract

Þessi B.Sc. ritgerð lýsir hönnunarferli og þróun tölvustýrðar smásjár. Ritgerðin segir frá hönnunar og smíðaferli frumgerðar sem hefur þann eiginleika að hreyfa smásjá í tvívíðu plani (2D), til þess að safna smásjár myndgögnum af hlut í planinu.Þróaður var hugbúnaður til þess að safna og meðhöndla myndgögn. Fyrsta skrefið er að greina hlut i tvívíðu plani (2D). Eftir að hlutirinn hefur verið auðkenndur, keyrir tölva algrím til að áætla stærð og staðsetningu hlutar í myndrúmi og skiptir svæðinu sem hluturinn er á í minni einingar. Ferill í gegnum hvert svæði er reiknaður í x og y-ás. Ferlarnir eru svo tengdir saman svo að úr verður einn samfelldur ferill sem nær í gegnum öll skilgreind svæði ásamt skilgreindum enda og upphafspunkti. Ferillin er svo umreiknaður í skipanir fyrir rafmótora sem hafa það hlutverk að stýra smásjánni. Tölva safnar svo myndgögnum frá hverju svæði fyrir sig og geymir. Frumgerðin sem ritgerðin lýsir getur skimað hlut og safnað myndgögnum með stafrænni smásjá. Ferillin sem smásjáin fer eftir til að mynda hlut í mikilli stækkun er skilgreindur út frá myndgögnum af sama hlut þar sem hluturinn í heild sinni er myndaður í tvívíðu rúmi (2D). Myndunin er nokkuð ónákvæm því að linsan í míkróskópunni bjagar myndina sem þarf að gera ráð fyrir. Endurtekningaprófanir sína að vélbúnaðurinn er nákvæmur uppá 1.5mm, en það er um 500 til 1500 falt minni nákvæmni en hjá sjálfvirkum smásjám frá leiðandi framleiðendum.

This B.Sc. thesis describes the process of developing a computer-guided microscope. It describes the process of designing and building a prototype capable of manoeuvring a microscope over a 2D plane, to collect microscopic image data of an object in that plane. Software was developed to handle image data collection and manipulation. First step is to identify an object on a 2D plane. After identification, a computer runs an algorithm to position the object in an image space and segment it into individual sections. Path between each section is calculated in both x and y-directions. Path sections are linked to create a continuous path that links all the segments as well as defined start and endpoint. Path is then converted into instructions for the motorized assembly to move the microscope into place for imaging. At this point, the image sections can be imaged with the microscope. Computer collects image data from each section. The prototype developed is capable to scan an object and collect image data using a microscope. The microscope is manoeuvred over the object to collect image data using data generated from an image of the same object where the object as a whole is visible on a 2D plane. It does so however inaccurately, as there is some perspective distortion caused by the lens that needs to be compensated for. Repeatably tests showed that the hardware can operate within about 1.5mm accuracy which is about 500x to 1500x less accurate than automated microscope form a leading brands.