分別對(duì)應(yīng)的那一個(gè)Υ軸導(dǎo)向塊121連接。所述 Ζ軸運(yùn)動(dòng)裝置包括：Ζ軸導(dǎo)向桿127、Ζ軸絲桿129、以及Ζ軸電機(jī)，Ζ軸導(dǎo)向桿127和Ζ軸絲 桿129沿著Ζ軸并行設(shè)置，載物臺(tái)103套設(shè)于Ζ軸導(dǎo)向桿127和Ζ軸絲桿129,Ζ軸電機(jī)套 設(shè)于Ζ軸絲桿129且與載物臺(tái)103連接。另外，X軸電機(jī)、Υ軸電機(jī)、以及Ζ軸電機(jī)均優(yōu)選為 步進(jìn)電機(jī)。
[0101] 安裝數(shù)碼顯微鏡105,指的是將數(shù)碼顯微鏡105安裝于載物臺(tái)103上方。在一優(yōu)選 實(shí)施例中，是將數(shù)碼顯微鏡105固定于載物臺(tái)103上方的X軸導(dǎo)向塊115上，這樣，數(shù)碼顯 微鏡105即可隨著X軸導(dǎo)向塊115而在X軸和Υ軸進(jìn)行二維移動(dòng)。為使得數(shù)碼顯微鏡105 固定于X軸導(dǎo)向塊115上更穩(wěn)固，在一優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)碼顯微鏡105是通過(guò)一顯微鏡安裝 架107而固定于X軸導(dǎo)向塊115上的。顯微鏡安裝架107包括底座104,底座104上開(kāi)設(shè)有 觀(guān)察口 106,用于裝配數(shù)碼顯微鏡105的鏡頭，以使得所述鏡頭可透過(guò)觀(guān)察口 106觀(guān)察其下 的載物臺(tái)103上線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中的線(xiàn)蟲(chóng)，底座104上還包括透過(guò)支撐架架設(shè)的箍架108,用 于箍住數(shù)碼顯微鏡105,起到限位和穩(wěn)固數(shù)碼顯微鏡105的作用。
[0102] 數(shù)碼顯微鏡105和控制板的線(xiàn)路連接，指的是針對(duì)數(shù)碼顯微鏡105的線(xiàn)路連接和 控制板的線(xiàn)路連接。數(shù)碼顯微鏡105的線(xiàn)路連接具體包括通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)（例如USB傳輸線(xiàn)） 與控制終端20 (例如個(gè)人電腦PC、筆記本型電腦Notebook、或工作站等）建立通信連接，當(dāng) 然，線(xiàn)路連接也并不僅限于數(shù)據(jù)線(xiàn)，也可以無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙或無(wú)線(xiàn)WiFi等傳輸技術(shù)與控制終端20 建立通信連接?？刂瓢宓木€(xiàn)路連接具體包括通過(guò)杜邦線(xiàn)與所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中X軸電機(jī)、 Y軸電機(jī)、以及Z軸電機(jī)電性連接以及通過(guò)一串口轉(zhuǎn)USB的轉(zhuǎn)換接頭與控制終端20連接。
[0103] 對(duì)所述控制板進(jìn)行固件操作：為了使所述控制板能夠接收并執(zhí)行來(lái)自控制終端 20傳來(lái)的控制命令，必要的時(shí)候，還需要對(duì)該電路控制板的固件進(jìn)行相應(yīng)的修改，并且需要 控制終端20的通信支持。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制板可采用基于STM32F103芯片的 YXRL_001電路控制板，針對(duì)基于STM32F103芯片的YXRL_001電路控制板的固件操作說(shuō)明可 詳見(jiàn)前述的相關(guān)描述，在此不再贅述。
[0104] 調(diào)試三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：在控制終端20上提供針對(duì)三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖形化操控界面， 所述圖形化操控界面顯示有對(duì)應(yīng)三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中X軸的"左"和"右"、對(duì)應(yīng)Y軸的"前"和 "后"、以及對(duì)應(yīng)ζ軸的"上"和"下"等參數(shù)，由用戶(hù)在圖形化操控界面上相應(yīng)的參數(shù)欄位中 輸入所需的移動(dòng)距離數(shù)值，控制終端20即可根據(jù)這些參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的移動(dòng)距離數(shù)值而輸 出相應(yīng)的控制指令并傳送至所述控制板，以令所述控制板據(jù)此控制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的 X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、以及Z軸電機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)移動(dòng)距離數(shù)值 的移動(dòng)。另外，如前所述，數(shù)碼顯微鏡105是固定于所述X軸導(dǎo)向塊上的，因此，還可通過(guò)控 制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯微鏡的自動(dòng)對(duì)焦功能，具體地：在控制終端20的顯示屏 幕上開(kāi)啟新的顯示窗口顯示數(shù)碼顯微鏡105的圖像，通過(guò)控制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的Z軸 電機(jī)以調(diào)整所述數(shù)碼顯微鏡和所述載物臺(tái)的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的功能。
[0105] 步驟S53,將培養(yǎng)有線(xiàn)蟲(chóng)的線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30定位于觀(guān)測(cè)位置。在本實(shí)施方式中，步驟 S53即包括：將培養(yǎng)有線(xiàn)蟲(chóng)的線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30定位于載物臺(tái)上103并為線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30提供觀(guān) 測(cè)光源。在實(shí)際應(yīng)用中，線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30可通過(guò)一定的方式或工具定位于載物臺(tái)103上。如 前所述，載物臺(tái)103優(yōu)選為三角臺(tái)面，載物臺(tái)103的一個(gè)側(cè)邊作為與所述Z軸運(yùn)動(dòng)裝置連接 的連接側(cè)邊。在一優(yōu)選實(shí)施例中：在所述Z軸運(yùn)動(dòng)裝置中，包括兩個(gè)Z軸導(dǎo)向桿127和位于 兩個(gè)Z軸導(dǎo)向桿127之間的一個(gè)Z軸絲桿129,所述連接側(cè)邊的兩端套設(shè)于兩個(gè)Z軸導(dǎo)向桿 127,所述連接側(cè)邊的中部則套接于那一個(gè)Z軸絲桿129。另外，載物臺(tái)103是置放于一載物 架102上的，載物架102的形狀是與載物臺(tái)103的形狀相一致，優(yōu)選為三角架，作為載物架 102的三角架的三個(gè)角部均設(shè)有可調(diào)旋鈕，所述可調(diào)旋鈕由旋緊螺釘和彈簧組成，旋緊螺釘 鎖附于角部處連接凸板，彈簧套設(shè)于所述旋緊螺釘且頂觸于上方的載物臺(tái)103,旋緊螺釘?shù)?底部還設(shè)有旋鈕，如此，通過(guò)旋緊和松開(kāi)所述旋鈕即可對(duì)載物臺(tái)103進(jìn)行調(diào)平。
[0106] 為提升觀(guān)察效果，在本發(fā)明中，還特別為線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30提供了觀(guān)測(cè)光源，所述觀(guān) 測(cè)光源位于所述線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿的底部以提供朝向線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30的均勻平行光源。在一可選 實(shí)施例中，所述觀(guān)測(cè)光源（未在圖式中予以顯示）為L(zhǎng)ED多點(diǎn)光源，所述LED多點(diǎn)光源置放 于所述載物臺(tái)上，在所述LED多點(diǎn)光源上置放一毛玻璃，將線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30置放于所述毛玻 璃上，如此，由LED多點(diǎn)光源配合毛玻璃的組合，從而使得數(shù)碼顯微鏡105能夠較為清晰地 觀(guān)測(cè)到線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中線(xiàn)蟲(chóng)。進(jìn)一步地，我們可在在光源上方放一個(gè)凸透鏡，讓所有LED 都處于凸透鏡的焦平面上，再將培養(yǎng)皿架在凸透鏡正上方（但是若使用加凸透鏡的方法， 需要焦距較小的放大鏡，因?yàn)橄胍粋€(gè)和原來(lái)大小面積一樣的均勻發(fā)光區(qū)域，我們需要培 養(yǎng)皿和底光源中間距離為2倍焦距）。
[0107] 因此，在步驟S53中，將培養(yǎng)有線(xiàn)蟲(chóng)的線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30置放于載物臺(tái)103之后，還可 根據(jù)觀(guān)測(cè)要求而利用作為載物架102的三角架的三個(gè)角部的可調(diào)旋鈕來(lái)對(duì)載物臺(tái)103進(jìn)行 調(diào)平操作以及根據(jù)光源的照射效果而調(diào)整LED多點(diǎn)光源的出光位置和出光強(qiáng)度。
[0108] 步驟S55,利用數(shù)碼顯微鏡105觀(guān)察載物臺(tái)103上線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中的線(xiàn)蟲(chóng)，并結(jié)合 三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整數(shù)碼顯微鏡105和載物臺(tái)103的相對(duì)位置，獲取能滿(mǎn)足圖像識(shí)別要求 的線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息。在實(shí)際應(yīng)用中：利用所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將數(shù)碼顯微鏡105調(diào)整到載物臺(tái) 103上線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30的正上方，以供數(shù)碼顯微鏡105與線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中的線(xiàn)蟲(chóng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦并 可對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中的線(xiàn)蟲(chóng)進(jìn)行觀(guān)測(cè)；由數(shù)碼顯微鏡105獲取所觀(guān)察到的關(guān)于載物臺(tái)103 上線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中線(xiàn)蟲(chóng)的圖像信息，將所述圖像信息傳送至所述控制終端，由所述控制終 端的顯示屏幕在顯示窗口中顯示出所述圖像信息；由所述控制終端根據(jù)所述圖像信息而輸 出控制指令（例如：在圖形化操控界面上相應(yīng)的參數(shù)欄位中輸入所需的移動(dòng)距離數(shù)值）并 通過(guò)所述控制板來(lái)控制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、以及Z軸電機(jī)中的一個(gè) 或多個(gè)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)以調(diào)整數(shù)碼顯微鏡105和載物臺(tái)103的相對(duì)位置，通過(guò)這樣的觀(guān)測(cè)圖 像一二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整一觀(guān)測(cè)圖像一二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整的循環(huán)步驟，最終使得通過(guò)數(shù)碼 顯微鏡105獲取能滿(mǎn)足圖像識(shí)別要求的線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息。在該步驟中，優(yōu)選地，所述三維運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括：驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯微鏡105沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸運(yùn)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯微鏡105沿Y軸運(yùn) 動(dòng)的Y軸運(yùn)動(dòng)裝置，以及驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)沿Z軸運(yùn)動(dòng)的Z軸運(yùn)動(dòng)裝置，因此，控制所述三維運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)以調(diào)整數(shù)碼顯微鏡105和載物臺(tái)103的相對(duì)位置指的是：調(diào)整數(shù)碼顯微鏡105在X軸 和Y軸所構(gòu)成的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)以及調(diào)整載物臺(tái)103在Z軸上的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然并不以此為限， 在其他實(shí)施例中，若所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯微鏡105沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸運(yùn) 動(dòng)裝置；用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯微鏡105沿Y軸運(yùn)動(dòng)的Y軸運(yùn)動(dòng)裝置；以及用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯微鏡 105沿Z軸運(yùn)動(dòng)的Z軸運(yùn)動(dòng)裝置，則，控制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以調(diào)整所述數(shù)碼顯微鏡和所述 載物臺(tái)的相對(duì)位置，包括：調(diào)整所述數(shù)碼顯微鏡在X軸、Y軸以及Z軸的三維運(yùn)動(dòng)。
[0109] 以下針對(duì)數(shù)碼顯微鏡105與線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30中的線(xiàn)蟲(chóng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的部分進(jìn)行詳細(xì)描 述：
[0110] 當(dāng)通過(guò)上下移動(dòng)載物臺(tái)103找到清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的最大值的時(shí)候，就意味著已經(jīng) 對(duì)準(zhǔn)焦了。
[0111] 在實(shí)際的對(duì)焦應(yīng)用中，需將圖像處理成灰度圖像。為了能夠減少圖像信號(hào)傳輸過(guò) 程中的噪聲造成的影響，對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，在這里，平滑處理所采用的是高斯濾波（窗 口大小例如為33)。
[0112] 當(dāng)線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30與數(shù)碼顯微鏡105的距離與對(duì)準(zhǔn)焦的距離偏差較大時(shí)，視野中圖 像的梯度較小，上下移動(dòng)載物臺(tái)103時(shí)的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的變動(dòng)不明顯，此時(shí)，清晰度評(píng)價(jià) 函數(shù)就發(fā)揮不了作用。有鑒于此，在本實(shí)施例中，先利用所述電路控制板控制所述三維運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)中X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)在平面內(nèi)移動(dòng)數(shù)碼顯微鏡105以及控制所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中Z 軸電機(jī)來(lái)上下移動(dòng)載物臺(tái)103,使得數(shù)碼顯微鏡105能夠找到有線(xiàn)蟲(chóng)的地方且大致看到（模 糊的）圖像，然后再通過(guò)自動(dòng)對(duì)焦的算法來(lái)得到最清晰的圖像。
[0113] 理論上，清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)隨鏡頭和拍攝物體之間距離變化的函數(shù)是單峰的，即首 先會(huì)隨著距離的增加而單調(diào)遞增，達(dá)到峰值以后又單調(diào)遞減。有鑒于此，首先需要檢測(cè)出當(dāng) 前位置是處于單調(diào)遞增狀態(tài)還是單調(diào)遞減狀態(tài)，然后控制數(shù)碼顯微鏡105與線(xiàn)蟲(chóng)培養(yǎng)皿30 之間的距離每一次以固定的步長(zhǎng)向峰值方向移動(dòng)。當(dāng)單調(diào)的狀態(tài)被打破時(shí)（即遞增后又折 彎遞減），說(shuō)明已經(jīng)越過(guò)了峰值，此時(shí)，可以利用類(lèi)似二分法的思想，每次比較當(dāng)前位置與該 當(dāng)前位置上方和該當(dāng)前位置下方等距的位置的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的值的大?。矗寒?dāng)前位置 的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)值S。，當(dāng)前位置上方一定間距的位置的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)值S。Ad，當(dāng)前位 置下方一定間距的位置的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)值Se+Ad)，然后移動(dòng)到三者中最大值處，再縮短一 半的移動(dòng)距離。重復(fù)上述步驟直到移動(dòng)距離達(dá)到能夠移動(dòng)的最小值，此時(shí)，就認(rèn)定為對(duì)焦完 成。在上述移動(dòng)控制的過(guò)程中，為了計(jì)算移動(dòng)后的清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的值，需要等待移動(dòng)結(jié)束 且圖像穩(wěn)定，所以每次移動(dòng)和上一次移動(dòng)優(yōu)選地可設(shè)置一個(gè)時(shí)間間隔（例如1500毫秒）。 在這時(shí)間間隔內(nèi)，仍然要繼續(xù)接收?qǐng)D像并顯示視野，時(shí)間間隔的控制可通過(guò)一個(gè)計(jì)時(shí)器來(lái) 實(shí)現(xiàn)。
[0114] 步驟S57,對(duì)所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行圖像識(shí)別，以識(shí)別出所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息中的線(xiàn) 蟲(chóng)。
[0115]請(qǐng)參閱圖8,顯示了步驟S57進(jìn)一步的細(xì)化步驟的流程示意圖。如圖8所示，步驟S57進(jìn)一步包括：
[0116] 步驟S571，對(duì)所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行灰度處理。對(duì)所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行灰 度處理，將所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行灰度處理可以使得圖像更加容易被處理和計(jì)算，以 OpenCV(OpenSourceComputerVisionLibrary)為例，因?yàn)樵贠penCV中將彩色圖片以 8 位3通道的形式存儲(chǔ)在矩陣當(dāng)中，即每個(gè)像素點(diǎn)都保存為0到255之間的3個(gè)整數(shù)，分別對(duì) 應(yīng)R，G，Β三種顏色，在進(jìn)行灰度處理之后，每個(gè)像素會(huì)保存為0到255之間的一個(gè)整數(shù)，圖 像則變?yōu)?位單通道的圖像。
[0117] 步驟S573,對(duì)灰度處理后的所述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行平滑處理。對(duì)灰度處理后的所 述線(xiàn)蟲(chóng)圖像信息進(jìn)行平滑處理，線(xiàn)蟲(chóng)識(shí)別的目標(biāo)是識(shí)別出視野中的大線(xiàn)蟲(chóng)，大線(xiàn)蟲(chóng)的長(zhǎng)度 一般在1_至2_，在識(shí)別時(shí)，將圖像中的小線(xiàn)蟲(chóng)視作噪聲，先對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理（也稱(chēng)作 模糊處理），比較常用的平滑處理方法是采用中值濾波。
[0118]