[发明专利]一种基于重构模型中轴线、中轴面的结构尺寸测量方法

权利要求书

1.一种基于重构模型中轴线、中轴面的结构尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用CT扫描设备对微流控芯片进行断层扫描以得到微流控芯片的三维数据体；

步骤2，利用三维重构技术处理三维数据体，得到微流控芯片中微通道的网格模型，通过模型分割方法将网格模型分割成独立的微通道结构；

步骤3，对微通道结构的深宽比进行判断，所述深宽比指的是深度与宽度的比值，当深宽比大于设定范围或小于设定范围时，将微通道结构定义为扁平通道，采用步骤5；当深宽比数值在设定范围内时，采用步骤4；

步骤4，利用8-Subiteration细化算法，提取微通道结构的中轴线处各点坐标参数，利用最小二乘法拟合成中轴线，得到中轴线方程；

步骤5，利用powercrust算法，提取扁平通道的中轴面，并提取微通道结构的中轴面上点的坐标参数，利用最小二乘法拟合成平面，得到平面方程；

将所述中轴线或中轴面处各点坐标参数用参数方程表示为：

F(x,y,z)＝a₁₁x²+a₂₂y²+a₃₃z²+2a₁₂xy+2a₂₃yz+2a₁₃xz+2a₁₄x+2a₂₄y+2a₃₄z+a₄₄＝0

其中，a₁₁、a₂₂ a₃₃、a₁₂、a₂₃、a₁₃、a₁₄、a₂₄、a₃₄、a₄₄为常数，将中轴线或中轴面的数据点P_i(x_i,y_i,z_i),i＝1,2,…n,n为数据点个数且为正整数,代入参数方程，解超定方程组；通过最小二乘法，将其转化为求解使残差ε最小的目标函数的参数值；

其中，残差

假设得到的中轴线或中轴面中有n个数据点(x_i,y_i,z_i),i＝1,2,3,…,n，有如下方程：

Ax＝b

其中：

x＝[a₁₁,a₂₂,a₃₃,a₁₂,a₂₃,a₁₃,a₁₄,a₂₄,a₃₄]^T

b＝-a₄₄(1,1,…1)^T；

当系数a₄₄＝0时，即Ax＝0；假设矩阵(A^TA)的特征值为λ_i，i＝1,2…9，如果存在一个特征值，该特征值满足λ_j＝0，j是i中的某一个数，则有(A^TA)x＝λ_jx＝0，该特征值对应的特征向量即为参数方程的解；其中,A表示系数矩阵；b表示数值向量；x表示未知向量；

步骤6，当相邻两微通道结构的中轴线或中轴面平行时，计算两中轴线间的距离或两中轴面间的距离，来表征两通道之间的距离尺寸；

当相邻两微通道结构的中轴线或中轴面不平行时，计算两中轴线间的夹角或两中轴面间的夹角，来表征两通道之间的角度数值；

步骤7，重复步骤1-6多次，将步骤6中得到的数据取平均值。

2.根据权利要求1所述的基于重构模型中轴线、中轴面的结构尺寸测量方法，其特征在于，所述步骤2中采用MC算法建立微流控芯片中微通道的网格模型；

利用Avizo软件将网格模型分割成独立的微通道结构。