TWI510761B - 表面多點對焦系統及方法 - Google Patents

Description

表面多點對焦系統及方法

本發明涉及一種測量技術，尤其涉及一種對工件表面進行多點對焦實現測量的系統及方法。

影像測量儀是座標測量機的一種，可利用光學顯微鏡對待測物體進行自由倍率的放大成像，經過電荷藕合器件攝像系統，將放大後的被測物體影像傳輸到與儀器相連接的電腦，用以進行非接觸、高效檢測各種複雜工件的幾何量。

影像量測儀利用影像量測系統(Vision Measuring System，VMS)對工件進行測量的過程中，需要對工件表面每個細微處進行測量及高度評估，然而，對細微處的測量往往需要用輔助設備才能達到客戶要求。如此，必然導致測量效率的低下以及誤差的加大。

鑒於以上內容，有必要提供一種表面多點對焦系統及方法，可不需借用輔助設備即可實現對工件表面進行多點對焦並取點，並獲取工件表面輪廓的點雲以對工件各方面進行精確的測量。

一種表面多點對焦系統，運用於影像測量儀，該影像測量儀包括位於該影像測量儀Z軸的電荷藕合器件CCD以及位於XY平面的測量 臺面，該系統包括：選擇模組，用於確定對焦點選擇方式；計算模組，用於在該CCD從預設對焦範圍的上對焦範圍至下對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第一位置座標，並根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍；所述的計算模組，還用於在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標；及輸出模組，用於輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標。

一種表面多點對焦方法，運用於影像測量儀，該影像測量儀包括位於該影像測量儀Z軸的電荷藕合器件CCD以及位於XY平面的測量臺面，該方法包括：(1)確定對焦點選擇方式；(2)在該CCD從預設對焦範圍的上對焦範圍至下對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第一位置座標，並根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍；(3)在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標；及(4)輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標。

相較於習知技術，所述的表面多點對焦系統及方法，可不需借用輔助設備即可實現對工件表面進行多點對焦並取點，並獲取工件表面輪廓的點雲以對工件各方面進行精確的測量。

1‧‧‧影像測量儀

10‧‧‧處理器

12‧‧‧儲存裝置

14‧‧‧顯示螢幕

2‧‧‧表面多點對焦系統

20‧‧‧設置模組

22‧‧‧選擇模組

24‧‧‧計算模組

26‧‧‧輸出模組

圖1是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的功能模組圖。

圖2是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的座標系構建示意圖。

圖3是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的相鄰兩對焦點座標示意圖。

圖4是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的計算區域示意圖。

圖5是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的對焦點的清晰度與座標關係示意圖。

圖6是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的清晰度與座標關係的曲線示意圖。

圖7是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的面積計算公式。

圖8是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的主流程圖。

圖9是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S6的細化流程圖。

圖10是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S64的細化流程圖。

圖11是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S66的細化流程圖。

圖12是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的垂直平分線確定流程圖。

如圖1所示，是本發明表面多點對焦系統的較佳實施方式的功能模組圖。所述的表面多點對焦系統2應用於影像測量儀1中，用於 對工件表面進行多點對焦並取點，從而獲取工件表面輪廓的點雲以對工件各方面進行精確的測量。此外，在其他實施方式中，所述的表面多點對焦系統2還可應用在與該影像測量儀1相連的電子裝置中，例如電腦、伺服器、測量儀器等。

所述影像測量儀1包括處理器10以及儲存裝置12。所述的處理器10用於執行所述影像測量儀1內安裝的各類軟體，例如，所述的表面多點對焦系統2、作業系統等應用軟體。所述的儲存裝置12用於儲存各類資料，例如，測量參數、利用所述的表面多點對焦系統2設置及計算所得的資料等。所述儲存裝置12可以是所述影像測量儀1的硬碟，還可以是可移動的記憶體卡、快閃記憶體卡等。

在本較佳實施方式中，所述的表面多點對焦系統2包括多個功能模組，分別是設置模組20、選擇模組22、計算模組24以及輸出模組26。

利用所述表面多點對焦系統2對工件進行影像測量時需確定待測量點，在本實施方式中，所述待測量點視為需要進行對焦的點，在下文稱為“對焦點”。

通常，影像測量儀1包括位於XY平面的測量臺面以及位於該影像測量儀1的立柱的電荷藕合器件(CCD，Charge Coupled Device)，該立柱視為Z軸。所述測量臺面用於放置需要進行測量的工件，所述CCD用於獲取工件的多個不同影像以實現對工件的測量。上述的XY平面以及Z軸並非特指，而是為了便於下文在計算各項資料時進行說明，實際應用中可根據測量需求或用戶習慣進行更改，例如，可以稱呼該CCD所在的影像測量儀1的立柱位於X軸 ，測量臺面為YZ平面等。

所述的設置模組20，用於設置對焦點的選擇方式，包括沿X軸取對焦點、沿Y軸取對焦點、根據設置的行數及列數取對焦點，取對焦點的單位為一個像素(PIXEL)。所述設置模組20可藉由在所述表面多點對焦系統2的操作介面上提供對應於各個選擇方式的功能按鈕或對話框，以便用戶方便選擇。

當工件放置在所述影像測量儀1的測量臺面時，該CCD拍攝的工件的影像是平面影像。該影像視為在XY平面的影像，因此，影像中的每個對焦點對應一個XY座標。

在選取對焦點時，可根據上述選擇方式在所拍攝的影像中沿X軸或Y軸每像素取一個對焦點，例如，CCD所拍攝的影像區域的面積是640pixel×480pixel，那麼可以認為若沿X軸取對焦點能獲取640個對焦點，若沿Y軸取對焦點能獲取480個對焦點，實際應用中可根據CCD的解析度或其他因素確定該影像區域的面積進行取點。若選擇根據設置的行數及列數取對焦點，用戶可根據測試需求輸入行數和列數，而獲取的對焦點的個數為行數×列數，例如：20×20。

所述的設置模組20，還用於預設對焦範圍，以及預設該CCD的多個移動速度，在本實施方式中，該對焦範圍為該CCD在測量過程中沿Z軸上下移動的一個範圍。參考圖2所示的立體座標系，該實心橢圓表示CCD，而所述的預設對焦範圍是[Z1，Z2]。

所述的設置模組20，進一步用於設置對焦點的計算區域，該計算區域用以計算對焦點的清晰度，下文將進行詳細描述。

所述的選擇模組22，用於根據用戶選擇確定對焦點的選擇方式。

所述的計算模組24，用於在該CCD從預設對焦範圍的上對焦範圍至下對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第一位置座標，並根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍。具體的計算方式可參照下文針對圖8至圖12的詳細描述。

所述的計算模組24，還用於在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標。確定調整對焦範圍後再次進行測量是為了增加測量的精確性，並且進一步縮小該CCD的移動範圍。具體的計算方式與計算每個對焦點的第一位置座標的計算方式相同，可參考下文針對圖8至圖12的詳細描述。

所述的輸出模組26，用於輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標，即，剔除不在調整對焦範圍內的對焦點。所述的輸出模組26，還用於根據輸出的所有對焦點的第二位置座標生成工件的點雲。

圖8是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的主流程圖。首先，步驟S2，所述的選擇模組22根據用戶選擇確定對焦點的選擇方式。

步驟S4，將該CCD移動至由所述設置模組20預設對焦範圍的上對焦範圍處，並控制該CCD沿Z軸以第一預設速度向該預設對焦範圍的下對焦範圍移動。例如，該第一預設速度是9mm/s。

步驟S6，所述的計算模組24在該CCD的移動過程中，計算該CCD獲 取的工件的每個影像中每個對焦點的第一位置座標，並根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍。具體的計算方式可參照圖9的詳細描述。

步驟S8，將該CCD移動至調整對焦範圍的下對焦範圍處，並控制該CCD沿Z軸以第二預設速度向該調整對焦範圍的上對焦範圍移動。在本實施方式中，所述第二預設速度可以是所述第一預設速度的二分之一，藉由控制該CCD以更慢的速度移動來獲取更多的影像進行後續的計算和分析，從而確保測量數據的準確性。例如，該第二預設速度是4.5mm/s。

步驟S10，所述的計算模組24在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標。本步驟涉及的計算方式與步驟S6的計算方式相同，可參考下文針對步驟S6的細化流程的描述。

步驟S12，所述的輸出模組26輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標，並根據輸出的所有對焦點的第二位置座標生成工件的點雲，然後，結束本流程。

圖9是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S6的細化流程圖。首先，步驟S60，在該CCD沿Z軸從預設對焦範圍的上對焦範圍以第一預設速度向該預設對焦範圍的下對焦範圍移動時，所述的計算模組24從該CCD獲取工件的多個影像，並讀取每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標。該CCD在沿Z軸移動的過程中拍攝影像，因此，所述的計算模組24在獲取該影像的同時也讀取到該CCD拍攝該影像時所處的Z座標。

步驟S61，所述的計算模組24根據所確定的對焦點選擇方式確定在影像中的多個對焦點。

步驟S62，所述的計算模組24根據所確定的對焦點選擇方式判斷對焦方式是否為線上多點對焦或所有像素點多點對焦。在本實施方式中，若選擇沿X軸或Y軸取對焦點，則確定對焦方式是所有像素點多點對焦；若選擇根據設置的行數及列數取對焦點，並且行數或列數有一個值為1時，則確定對焦方式是線上多點對焦。

若對焦方式不是線上多點對焦或所有像素點多點對焦，步驟S63，所述的計算模組24根據待測對焦點所在計算區域內的其他對焦點的灰度值計算該待測對焦點的清晰度。例如，可根據如下計算公式“清晰度={Abs[g(x-1,y)-g(x+1,y)]+Abs[g(x,y-1)-g(x,y+1)]}”計算該待測對焦點的清晰度，其中g(x,y)表示待測對焦點(x,y)的灰度值，即，上述公式是將在計算區域內與該待測對焦點的相鄰的對焦點的灰度值的差值的絕對值進行相加以確定該待測對焦點的清晰度。

若對焦方式是線上多點對焦或所有像素點多點對焦，步驟S64，所述的計算模組24利用相鄰兩點遞推法計算每個對焦點的清晰度。詳細內容可參照圖10針對步驟S64的細化流程。

步驟S65，判斷該CCD是否已經到達該預設對焦範圍的下對焦範圍。若該CCD尚未到達該預設對焦範圍的下對焦範圍，則流程返回至步驟S60。

若該CCD已經到達該預設對焦範圍的下對焦範圍，於步驟S66，所述的計算模組24根據每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標以及每 個對焦點在多個影像中的清晰度確定每個對焦點的第一位置座標。詳細內容可參照圖11針對步驟S66的細化流程。

在本實施方式中，每個對焦點的位置座標(X,Y,Z)包括該對焦點在XY平面的座標以及對應的CCD所在Z軸的座標。其中，該位置座標(X,Y,Z)的確定方式在圖11中進行介紹。

步驟S67，所述的計算模組24根據所有對焦點的Z座標確定調整對焦範圍，然後，結束本流程。例如，假設預設對焦範圍是[Z1,Z2]，如果所有對焦點的Z座標中最大的Z座標是Z3，而最小的Z座標是Z1，那麼調整對焦範圍可以確定為[Z1,Z3]。

圖10是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S64的細化流程圖。本流程詳細描述相鄰兩點遞推法的運用。首先，步驟S640，所述的設置模組20預先設置對焦點計算區域，所述的計算模組24確定第一影像中的第一對焦點的第一計算區域。

步驟S642，所述的計算模組24根據第一計算區域內的其他對焦點的灰度值計算該第一對焦點的清晰度。如上文所述，可根據計算公式“清晰度={Abs[g(x-1,y)-g(x+1,y)]+Abs[g(x,y-1)-g(x,y+1)]}”計算該第一對焦點的清晰度，其中g(x,y)表示第一對焦點(x,y)的灰度值。

步驟S644，所述的計算模組24確定與該第一對焦點相鄰的第二對焦點的第二計算區域，並確定該第二計算區域與第一計算區域的重合計算區域。

參考如圖3所示的相鄰兩對焦點座標示意圖，假設對焦點a(X2,Y3)是第一對焦點，相鄰的對焦點b(X3,Y3)是第二對焦點。 假設對焦點計算區域X×Y為5×5，進一步結合如圖4所示的計算區域示意圖，圖4(1)中對焦點a的計算區域四個端點座標分別是(0,0)、(X5,0)、(0,Y5)、(X5,Y5)。圖4(2)中對焦點b的計算區域四個端點座標分別是(X1,0)、(X6,0)、(X1,Y5)、(X6,Y5)。如此，可確認如圖4(3)所示的重合計算區域，分別包括四個端點座標(X1,0)、(X5,0)、(X1,Y5)、(X5,Y5)。所述表面多點對焦系統2會自動儲存每個對焦點的計算區域的座標資訊，所述計算模組24確定出重合計算區域的大小，並在計算一個對焦點的清晰度且該對焦點與相鄰對焦點具有重合計算區域時直接調用該重合計算區域的相關計算資料以省略重複計算，加快計算效率。

步驟S646，所述的計算模組24在計算第二對焦點的清晰度時直接調用重合計算區域內的計算資料並根據第二計算區域內非重合計算區域的其他對焦點的灰度值計算該第二對焦點的清晰度，然後，結束本流程。

利用CCD拍攝的每個影像中包括多個對焦點，藉由上述流程可確定每個影像中每個對焦點的清晰度。

需注意的是，在較佳實施方式中，藉由上述流程的相鄰兩點遞推法可有效提高計算效率，節省不必要的重複計算步驟，然而，如圖9的步驟S63所介紹的計算方法也同樣適用於本發明的各個實施方式中來根據待測對焦點所在計算區域內的其他對焦點的灰度值計算該待測對焦點的清晰度。

圖11是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的步驟S66的細化流程圖。

首先，步驟S660，所述的計算模組24根據同一個對焦點在不同的影像中的清晰度以及不同影像分別對應的Z座標(即為CCD拍攝該影像時所在的Z軸座標)建立多個陣列，並根據每個對焦點的清晰度與Z座標的關係構建一個平面座標系，以及根據每個對焦點在不同影像中的清晰度以及該不同影像分別對應的Z座標繪製曲線。

結合圖5所示的對焦點陣列為例進行說明，對焦點a的陣列1包括該對焦點a在不同影像中的清晰度以及對應的Z座標，分別是：影像1中對焦點a的清晰度P_a1，該影像1對應的Z座標為Z1，影像2中對焦點a的清晰度P_a2，該影像2對應的Z座標為Z2，影像3中對焦點a的清晰度P_a3，該影像3對應的Z座標為Z3，影像n中對焦點a的清晰度P_an，該影像n對應的Z座標為Zn。

根據對焦點a的陣列1中不同清晰度與不同Z座標之間的關係，所述計算模組24建立如圖6所示的平面座標系POZ，並根據對焦點a在不同影像中的清晰度以及對應的Z座標繪製曲線。

步驟S662，所述的計算模組24確定每個對焦點的最大清晰度，確定位於曲線頂點的該最大清晰度兩側的兩個最小清晰度，並選擇兩個最小清晰度中較大的一個清晰度。

結合圖6所示，所述計算模組24可確定對焦點a的最大清晰度為P_max，位於該最大清晰度兩側的兩個最小清晰度分別為左側最小清晰度P_min1以及右側最小清晰度P_min2，經比較可確定P_min1>P_min2。

步驟S664，所述的計算模組24確定該最大清晰度與該選擇的最小 清晰度之間的曲線所圍成的區域為封閉區域。如圖6所示的R區域為所繪製的曲線在P=P_max以及P=P_min1之間形成的封閉區域。

步驟S666，所述的計算模組24確定垂直平分該封閉區域的垂直平分線，並確定該垂直平分線所在的Z座標為該對焦點的Z座標，結合該Z座標以及該對焦點的平面座標即可確定該對焦點的第一位置座標，然後，結束本流程。針對垂直平分線的確定的詳細流程可參考圖12的描述。

假設如圖6所示，Z=Z_mid為所確定的垂直平分線，即Z_mid為該對焦點a的Z座標，結合對焦點a的平面座標(X,Y)即可確定該對焦點a的第一位置座標是(X,Y,Z_mid)。需注意的是，根據對焦點的選擇方式可確定每個對焦點的平面座標是固定不變的。

上述流程詳細介紹了對焦點的第一位置座標的計算方式，而對焦點的第二位置座標的計算方式與第一位置座標的計算方式相同，區別點在於將預設對焦範圍改變成調整對焦範圍後，令該CCD以更慢的速度在調整對焦範圍內移動並獲取更多的影像，從而保證第二次計算所得的對焦點的第二位置座標更為精確，如此輸出的工件表面輪廓的點雲也更為準確。

圖12是本發明表面多點對焦方法的較佳實施方式的垂直平分線確定流程圖。首先，步驟S70，所述的計算模組24根據如圖7所示的計算公式可計算該封閉區域(R區域)的面積。

步驟S72，所述的計算模組24繪製一條經過最大清晰度P_nax所在的頂點的直線。

步驟S74，所述的計算模組24根據如圖7所示的計算公式可分別計 算該繪製直線將該封閉區域分割的左右兩部分區域的面積。

步驟S76，所述的計算模組24判斷左右兩部分區域的面積的差值的絕對值是否大於預設的閥值。該閥值可根據測試需求預先由所述設置模組20進行設置。

若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於或等於一個預設閥值，於步驟S78，所述的計算模組24確定該繪製直線為垂直平分線，然後，結束本流程。

若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值大於一個預設閥值，於步驟S80，所述的計算模組24判斷左邊部分區域的面積是否大於右邊部分區域的面積。

若左邊部分區域的面積大於右邊部分區域的面積時，於步驟S82，所述的計算模組24將該繪製直線向左移動一個單位的距離，然後，流程返回至步驟S74，重新計算移動後繪製直線分割的左右兩部分區域的面積大小。

若右邊部分區域的面積大於左邊部分區域的面積時，於步驟S84，所述的計算模組24將該繪製直線向右移動一個單位的距離，然後，流程返回至步驟S74，重新計算移動後繪製直線分割的左右兩部分區域的面積大小。

上述方式藉由移動繪製直線若干單位的距離直至該左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於一個預設閥值，從而確定垂直平分線。

全文所述的所有計算方式僅是舉例說明，皆可用本領域內已知的其他數學方法進行計算。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1‧‧‧影像測量儀

10‧‧‧處理器

12‧‧‧儲存裝置

14‧‧‧顯示螢幕

2‧‧‧表面多點對焦系統

20‧‧‧設置模組

22‧‧‧選擇模組

24‧‧‧計算模組

26‧‧‧輸出模組

Claims (12)

1. 一種表面多點對焦系統，運用於影像測量儀，該影像測量儀包括位於該影像測量儀Z軸的電荷藕合器件CCD以及位於XY平面的測量臺面，該系統包括：選擇模組，用於確定對焦點選擇方式；計算模組，用於在該CCD沿Z軸從預設對焦範圍的上對焦範圍以第一預設速度向該預設對焦範圍的下對焦範圍移動時，從該CCD獲取工件的多個影像，並讀取每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標，根據所確定的對焦點選擇方式確定在每個影像中的多個對焦點，根據每個對焦點的灰度值及平面座標計算每個對焦點的清晰度，在該CCD到達該預設對焦範圍的下對焦範圍時，根據每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標以及每個對焦點在多個影像中的清晰度確定每個對焦點的第一位置座標，及根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍；所述的計算模組，還用於在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標；及輸出模組，用於輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述的表面多點對焦系統，所述的輸出模組還用於根據輸出的所有對焦點的第二位置座標生成工件的點雲。
3. 如申請專利範圍第1項所述的表面多點對焦系統，所述的計算模組藉由如下方式計算每個對焦點的清晰度：若根據對焦點的選擇方式確定為線上多點對焦或是所有像素點多點對焦時，利用相鄰兩點遞推法計算每個對焦點的清晰度，所述相鄰兩點遞推 法包括：設置對焦點計算區域，確定第一影像中的第一對焦點的第一計算區域；根據第一計算區域內的其他對焦點的灰度值計算該第一對焦點的清晰度；確定與該第一對焦點相鄰的第二對焦點的第二計算區域，並確定該第二計算區域與第一計算區域的重合計算區域；在計算第二對焦點的清晰度時直接調用重合計算區域內的計算資料並根據第二計算區域內非重合計算區域的其他對焦點的灰度值計算該第二對焦點的清晰度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的表面多點對焦系統，所述的計算模組藉由如下方式確定每個對焦點的第一位置座標：利用清晰度與Z座標的關係構建一個平面座標系，並根據每個對焦點在不同影像中的清晰度以及該不同影像分別對應的Z座標繪製曲線；確定每個對焦點的最大清晰度，確定位於曲線頂點的該最大清晰度兩側的兩個最小清晰度，並選擇兩個最小清晰度中較大的一個清晰度；確定該最大清晰度與該選擇的清晰度之間的曲線所圍成的區域為封閉區域；及確定垂直平分該封閉區域的垂直平分線，並確定該垂直平分線所在的Z座標為該對焦點的Z座標，結合該Z座標以及該對焦點的平面座標確定該對焦點的第一位置座標。
5. 如申請專利範圍第4項所述的表面多點對焦系統，所述的計算模組藉由如下方式確定垂直平分該封閉區域的垂直平分線：計算該封閉區域的面積；繪製一條經過最大清晰度所在的頂點的直線，計算該繪製直線將該封閉區域分割的左右兩部分區域的面積； 若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於或等於一個預設閥值，確定該繪製直線為垂直平分線；若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值大於一個預設閥值，且左邊部分區域的面積大於右邊部分區域的面積時，將該繪製直線向左移動一個或多個單位的距離直至該左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於一個預設閥值，並確定該移動後的繪製直線為垂直平分線；或若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值大於一個預設閥值，且右邊部分區域的面積大於左邊部分區域的面積時，將該繪製直線向右移動一個或多個單位的距離直至該左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於一個預設閥值，並確定該移動後的繪製直線為垂直平分線。
6. 如申請專利範圍第1項所述的表面多點對焦系統，所述的計算模組藉由如下方式計算每個對焦點的第二位置座標：在該CCD沿Z軸從調整對焦範圍的下對焦範圍以第二預設速度向該調整對焦範圍的上對焦範圍移動時，從該CCD獲取工件的多個影像，並讀取每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標；根據所確定的對焦點選擇方式確定在每個影像中的多個對焦點，根據每個對焦點的灰度值計算每個對焦點的清晰度；及在該CCD到達該調整對焦範圍的上對焦範圍時，根據每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標以及每個對焦點在多個影像中的清晰度確定每個對焦點的第二位置座標。
7. 一種表面多點對焦方法，運用於影像測量儀，該影像測量儀包括位於該影像測量儀Z軸的電荷藕合器件CCD以及位於XY平面的測量臺面，該方法包括：(1)確定對焦點選擇方式；(2)在該CCD沿Z軸從預設對焦範圍的上對焦範圍以第一預設速度向該預 設對焦範圍的下對焦範圍移動時，從該CCD獲取工件的多個影像，並讀取每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標，根據所確定的對焦點選擇方式確定在每個影像中的多個對焦點，根據每個對焦點的灰度值及平面座標計算每個對焦點的清晰度，在該CCD到達該預設對焦範圍的下對焦範圍時，根據每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標以及每個對焦點在多個影像中的清晰度確定每個對焦點的第一位置座標，及根據所有對焦點的Z座標確定一個調整對焦範圍；(3)在該CCD從調整對焦範圍的下對焦範圍至上對焦範圍的移動過程中，計算該CCD獲取的工件的每個影像中每個對焦點的第二位置座標；及(4)輸出在調整對焦範圍內的對焦點的第二位置座標。
8. 如申請專利範圍第7項所述的表面多點對焦方法，所述的對焦點選擇方式包括沿X軸取對焦點、沿Y軸取對焦點、根據設置的行數及列數取對焦點，取對焦點的單位為像素。
9. 如申請專利範圍第7項所述的表面多點對焦方法，所述根據每個對焦點的灰度值及平面座標計算每個對焦點的清晰度的步驟包括：若根據對焦點的選擇方式確定為線上多點對焦或是所有像素點多點對焦時，利用相鄰兩點遞推法計算每個對焦點的清晰度，所述相鄰兩點遞推法包括：設置對焦點計算區域，確定第一影像中的第一對焦點的第一計算區域；根據第一計算區域內的其他對焦點的灰度值計算該第一對焦點的清晰度；確定與該第一對焦點相鄰的第二對焦點的第二計算區域，並確定該第二計算區域與第一計算區域的重合計算區域；在計算第二對焦點的清晰度時直接調用重合計算區域內的計算資料並根據第二計算區域內非重合計算區域的其他對焦點的灰度值計算該第二對 焦點的清晰度。
10. 如申請專利範圍第7項所述的表面多點對焦方法，所述的每個對焦點的第一位置座標的確定包括如下子步驟：利用清晰度與Z座標的關係構建一個平面座標系，並根據每個對焦點在不同影像中的清晰度以及該不同影像分別對應的Z座標繪製曲線；確定每個對焦點的最大清晰度，確定位於曲線頂點的該最大清晰度兩側的兩個最小清晰度，並選擇兩個最小清晰度中較大的一個清晰度；確定該最大清晰度與該選擇的清晰度之間的曲線所圍成的區域為封閉區域；及確定垂直平分該封閉區域的垂直平分線，並確定該垂直平分線所在的Z座標為該對焦點的Z座標，結合該Z座標以及該對焦點的平面座標確定該對焦點的第一位置座標。
11. 如申請專利範圍第10項所述的表面多點對焦方法，所述垂直平分該封閉區域的垂直平分線藉由如下步驟進行確定：計算該封閉區域的面積；繪製一條經過最大清晰度所在的頂點的直線，計算該繪製直線將該封閉區域分割的左右兩部分區域的面積；若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於或等於一個預設閥值，確定該繪製直線為垂直平分線；若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值大於一個預設閥值，且左邊部分區域的面積大於右邊部分區域的面積時，將該繪製直線向左移動一個或多個單位的距離直至該左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於一個預設閥值，並確定該移動後的繪製直線為垂直平分線；或若左右兩部分區域的面積的差值的絕對值大於一個預設閥值，且右邊部分區域的面積大於左邊部分區域的面積時，將該繪製直線向右移動一個 或多個單位的距離直至該左右兩部分區域的面積的差值的絕對值小於一個預設閥值，並確定該移動後的繪製直線為垂直平分線。
12. 如申請專利範圍第7項所述的表面多點對焦方法，所述步驟(3)包括如下子步驟：在該CCD沿Z軸從調整對焦範圍的下對焦範圍以第二預設速度向該調整對焦範圍的上對焦範圍移動時，從該CCD獲取工件的多個影像，並讀取每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標；根據所確定的對焦點選擇方式確定在每個影像中的多個對焦點，根據每個對焦點的灰度值計算每個對焦點的清晰度；及在該CCD到達該調整對焦範圍的上對焦範圍時，根據每個影像對應的該CCD所在Z軸的座標以及每個對焦點在多個影像中的清晰度確定每個對焦點的第二位置座標。