[发明专利]纳米材料的移动目标位置的深度信息获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及精确控制领域，特别是涉及纳米材料的移动目标位置的深度信息获取方法及系统。

背景技术

随着纳米技术的迅速发展，对于纳米尺度的物体(纳米材料)的操作的精确性的要求也越来越高。在对纳米材料进行操作时，需要通过纳米操作系统将纳米材料(如纳米线，纳米管，纳米粒子和纳米球)移动到预先指定的位置。由于使用纳米操作系统时，必须首先将对纳米材料在三维空间移动的距离信息输入纳米操作系统，纳米操作系统才能根据输入的距离信息对纳米材料进行精确的移动，所以在使用纳米操作系统对纳米材料进行移动之前，首先要获取纳米材料的移动目标位置的深度信息。

但是，现有技术中还没有一种行之有效的纳米材料的移动目标位置的深度信息获取方法，对于纳米材料在深度方向(Z方向)上的操作主要取决于操作者的经验。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米材料的移动目标位置的深度信息获取方法及系统，能够准确获取纳米材料在深度方向上的位置信息。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种纳米材料的移动目标位置的深度信息获取方法，应用于纳米操作系统；所述纳米操作系统包括电子显微镜；所述纳米操作系统的操作器与所述目标位置所处平面的垂线形成夹角；

所述方法包括：

在深度方向上移动所述操作器；

通过所述电子显微镜获取所述操作器的末端的俯视平面图像信息；

监测所述操作器的末端在所述俯视平面图上的移动方向；

判断所述移动方向是否发生改变，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述移动方向发生改变时，获取所述操作器的末端的第一深度方向位置信息作为所述纳米材料的移动目标位置的深度信息。

优选的，所述判断所述移动方向是否发生改变，包括：

记录上一时刻所述操作器的末端的移动方向；

获取当前时刻所述操作器的末端的移动方向；

判断当前时刻所述操作器的末端的移动方向是否与上一时刻的移动方向相反。

优选的，所述方法还包括：

当所述移动方向发生改变后，在深度方向上沿相反方向移动所述操作器；

判断所述移动方向是否发生二次改变，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示所述移动方向发生改变时，获取所述操作器的末端的第二深度方向位置信息；

根据所述第一深度方向位置信息与所述第二深度方向位置信息，计算平均值，得到所述纳米材料的移动目标位置的深度信息。

优选的，通过所述电子显微镜获取所述操作器的末端的俯视平面图像信息，包括：

通过所述电子显微镜获取设定区域的图像信息；

对所述图像信息进行高斯平滑滤波，自适应阈值，腐蚀和扩张处理；

高斯平滑滤波取出图像中噪声干扰

获取处理后的所述图像信息的图形轮廓，将所述图形轮廓的顶点作为所述操作器的末端。

一种纳米材料的移动目标位置的深度信息获取系统，应用于纳米操作系统；所述纳米操作系统包括电子显微镜；所述纳米操作系统的操作器与所述目标位置所处平面的垂线形成夹角；

所述深度信息获取系统包括：

操作器移动单元，用于在深度方向上移动所述操作器；

图像信息获取单元，用于通过所述电子显微镜获取所述操作器的末端的俯视平面图像信息；

移动方向监测单元，用于监测所述操作器的末端在所述俯视平面图上的移动方向；

第一判断单元，用于判断所述移动方向是否发生改变，得到第一判断结果；

第一深度信息获取单元，用于当所述第一判断结果表示所述移动方向发生改变时，获取所述操作器的末端的第一深度方向位置信息作为所述纳米材料的移动目标位置的深度信息。

优选的，所述第一判断单元包括：

上一时刻移动方向记录子单元，用于记录上一时刻所述操作器的末端的移动方向；

当前时刻移动方向记录子单元，用于获取当前时刻所述操作器的末端的移动方向；

移动方向判断子单元，用于判断当前时刻所述操作器的末端的移动方向是否与上一时刻的移动方向相反。

优选的，所述系统还包括：

反方向操作器移动单元，用于当所述移动方向发生改变后，在深度方向上沿相反方向移动所述操作器；

第二判断单元，用于判断所述移动方向是否发生二次改变，得到第二判断结果；