1.显微立体视觉用于三轴平移运动系统零点校准方法，其特征在于：基于显微立体视觉系统和双目视差原理，构建微操作机器人系统，基于物空间基准坐标系和视差空间基准坐标系建立并标定定位模型，然后三轴平移运动系统归零，在物空间零点漂移坐标系中运动到漂移点并采集左右图像，利用定位模型映射关系逆向计算漂移点在物空间基准坐标系中的坐标矢量，最后计算零点校准量实现零点校准，具体包括以下步骤：

1)构建微操作机器人系统

微操作机器人系统由三轴平移运动系统、显微立体视觉系统、微操作器、计算机组成；

三轴平移运动系统由X运动轴、Y运动轴、Z运动轴组成，每个运动轴上装有一个光栅尺，用于闭环精密控制运动轴和实时记录运动轴的物空间坐标，三个光栅尺构成了物空间基准坐标系O‑XYZ；在Z运动轴的滑块上安装一个微操作器，在微操作器上放置一块标定板，标定板中央有一个圆形标记点；显微立体视觉系统由光学体视显微镜、左相机、右相机组成，左右相机用来采集标定板标记点的左右图像；

2)建立并标定定位模型

定位模型包括物空间单元体和视差空间单元体；在物空间基准坐标系中，三个光栅尺在原点O处的数值均为零，控制三轴平移运动系统依次运动到物空间点A(1,1,1)、A(2,1,1)、A(1,2,1)、A(2,2,1)、A(1,1,2)、A(2,1,2)、A(1,2,2)、A(2,2,2)处，八个物空间点构成了物空间单元体，三个光栅尺记录每个物空间点在物空间基准坐标系中的三维坐标，完成定位模型中物空间单元体的标定，同时在每个物空间点处左右相机采集标定板标记点的左右图像；

左图像的坐标轴由原点Ol、轴ul、轴vl组成，标记点在左图像中的位置为Kl；右图像的坐标轴由原点Or、轴ur、轴vr组成，标记点在右图像中的位置为Kr；采用高斯滤波、阈值分割、形态学处理、边缘检测对标定板标记点的左右图像进行预处理，然后针对检测到的Kl、Kr边缘像素的图像坐标，利用最小二乘法拟合边缘轮廓，计算Kl、Kr的圆心像素坐标(uKl,vKl)、(uKr,vKr)，最后根据双目立体视觉的双目视差原理，计算双目视差为DK＝uKr–uKl；

视差空间基准坐标系Ol‑ulvlD由左图像的原点Ol、左图像的两个坐标轴ul和vl、视差坐标轴D组成；对在八个物空间点处采集的标定板标记点的左右图像依次计算双目视差，得到视差空间点D(1,1,1)、D(2,1,1)、D(1,2,1)、D(2,2,1)、D(1,1,2)、D(2,1,2)、D(1,2,2)、D(2,2,2)在视差空间基准坐标系中的三维坐标，八个视差空间点构成了视差空间单元体，完成定位模型中视差空间单元体的标定；

3)三轴平移运动系统归零

在完成定位模型的标定后，对三轴平移运动系统进行归零操作，由于存在零点漂移，三个运动轴的零点位置发生变化，物空间基准坐标系的原点O的位置改变到原点Ok，形成物空间零点漂移坐标系Ok‑XkYkZk，三个光栅尺分别对应物空间零点漂移坐标系的Xk轴、Yk轴、Zk轴，此时三个光栅尺在原点Ok处的数值均为零；

4)利用定位模型映射关系进行逆向计算

T

在物空间基准坐标系中设定一个基准点M，其坐标矢量为RM＝OM＝(XM,YM,ZM) ；对三轴平移运动系统的三个运动轴分别输入数值XM、YM、ZM，三个运动轴在物空间零点漂移坐标系中运动到漂移点P，此时三个光栅尺显示数值分别为XM、YM、ZM；然后左右相机采集标定板标记点的左右图像，计算双目视差，得到点C在视差空间基准坐标系中的坐标矢量；

物空间单元体与视差空间单元体之间存在映射关系，点C在视差空间单元体中的相对位置与点P在物空间单元体中的相对位置相同，建立定位模型中物空间单元体与视差空间单元体间的映射关系，利用定位模型映射关系进行逆向计算，由点C在视差空间基准坐标系T

中的坐标矢量求出漂移点P在物空间基准坐标系中的坐标矢量RP＝OP＝(XP,YP,ZP) ，定位模型映射关系为：

式中，A0P＝OP–OA0，D0C＝OlC–OlD0，OA0为物空间单元体重心的坐标矢量，OlD0为视差空间单元体重心的坐标矢量，A(1,1,1)A(2,1,1)、A(1,1,1)A(1,2,1)、A(1,1,1)A(1,1,2)为物空间单元体的三个棱长向量，D(1,1,1)D(2,1,1)、D(1,1,1)D(1,2,1)、D(1,1,1)D(1,1,2)为视差空间单元体的三个棱长向量；

5)计算零点校准量实现零点校准

计算在物空间基准坐标系中点P和点M间的相对距离矢量为ΔRM＝RP–RM＝(XP‑XM,YP‑YM,T

ZP‑ZM) ，设定阈值T＝0.1μm，如果|ΔRM|>T，则控制三轴平移运动系统的三个运动轴分别运动XP‑XM、YP‑YM、ZP‑ZM，到达新的点P，再次进行步骤4)计算新的点P在物空间基准坐标系中的坐标矢量，然后计算点P和点M间的相对距离矢量为ΔRM‑1，如果|ΔRM‑1|>T，继续计算得到ΔRM‑2、…、ΔRM‑n，直至满足|ΔRM‑n|≤T，最后计算零点校准量，实现零点校准；

式中，ΔRM‑last为零点校准量；

已知任意一点R在物空间零点漂移坐标系中的坐标矢量为OkR，根据零点校准量ΔRM‑last求得点R在物空间基准坐标系中的坐标矢量OR为OR＝OkR+ΔRM‑last。