一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113689401A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110973510.7G01B11/08(2006.01)(22)申请日2021.08.24(71)申请人深圳市霍克视觉科技有限公司地址518100广东省深圳市宝安区福海街道新田社区大洋路90-14号402(中粮(福安)机器人智造产业园14栋4楼)(72)发明人董百川欧世乐秦文(74)专利代理机构佛山高业知识产权代理事务所(普通合伙)44562代理人陈安平(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/62(2017.01)G06T7/66(2017.01)G06K9/32(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法及其装置(57)摘要本发明涉及一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法及其装置，其中装置包括双目图像采集模块(11)、识别模块(12)和检测模块(13)；方法包括采集左右图像；分别识别左右图像内同一边界点对应的左右像点，按三角法计算空间位置坐标，再经矩阵转换改为液面为Z=0的世界坐标后将对应x，y坐标代入方程，计算得a，即晶棒直径。该检测方法及其装置直接测量物理直径，避免了系统误差。CN113689401ACN113689401A权利要求书1/2页1.一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法，其特征在于，采用双摄像头，包括：双摄像头分别同时采集拉晶过程中的左和右光斑平面图像；图像识别晶棒外边沿中同一点在左和右光斑平面图像内对应的左和右像点，再根据左和右像点的位置，通过光学几何关系计算该同一点的实际空间位置坐标；获取若干所述同一点实际空间位置坐标并矩阵转换成以液面为Z=0平面、以光斑中心为坐标原点的世界坐标；将所述世界坐标的x，y坐标代入方程，计算得出a，即晶棒直径；其中：x，y，z分别是所述世界坐标的横、纵和竖坐标，a、b是待求系数。2.根据权利要求1所述直径检测方法，其特征在于，所述识别包括：对所述左和右光斑平面图像进行边缘检测，对所有封闭边缘计算边缘面积和边缘重心；每个光斑平面图像选取各自面积最大且重心在图像中心的封闭边缘作为自身特征区域生成对应的左和右测量窗口；在窗口纵向上对所述左和右测量窗口进行等值均分，并分别在每个均分高度上按自左向右或自右向左横向扫描计算各自边缘梯度最大的点作为左和右待选特征像点集合；按对应相同均分高度和扫描顺序匹配多个同一点，每个同一点只对应一个左待选特征像点集合元素和一个右待选特征像点集合元素。3.根据权利要求2所述直径检测方法，其特征在于，所述等值是3、5或7。4.根据权利要求2所述直径检测方法，其特征在于，所述生成包括计算待检测区域测量窗口尺寸，宽度为：2*（X1–X0)高度为(Y3‑Y2)/2；其中：X0、X1、Y2、Y3分别为待检测区域重心位置的横坐标、左侧边缘极限位置的横坐标、上边缘极限位置的纵坐标和下边缘极限位置的纵坐标。5.根据权利要求1所述直径检测方法，其特征在于，所述光斑是无须外部光源、由拉晶过程中自身产在的光斑。6.根据权利要求1‑5中任一项所述直径检测方法，其特征在于，双摄像头通过直拉硅单晶炉上的二个或同一个观察窗口进行采集。7.一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测装置，其特征在于，包括：含二摄像头的双目图像采集模块(11)：用于通过直拉硅单晶炉上的观察窗口分别同时采集炉内拉晶过程中的左和右光斑平面图像；输入端电连接所述双目图像采集模块的识别模块(12)：用于图像识别晶棒外边沿中同一点在左和右光斑平面图像内对应的左和右像点；输入端电连接所述识别模块的检测模块(13)：用于根据所述左和右像点位置计算对应同一点空间位置坐标，再根据若干同一点空间位置坐标按拟合方程计算出a，即晶棒直径；其中：x，y，z分别是以液面为Z=0平面、以光斑中心为坐标原点的世界坐标的横、纵和竖坐标，a、b是待求系数。8.根据权利要求7所述直径检测装置，其特征在于，所述检测模块(13)包括用于根据所2CN113689401A权利要求书2/2页述左和右像点位置计算对应同一点空间位置坐标的空间位置测算单元。9.根据权利要求8所述基于机器视觉的直拉硅单晶炉晶棒直径检测装置，其特征在于，所述检测模块(13)还包括用于根据若干同一点空间位置进行椭圆或圆方程拟合的空间大小测算单元。10.根据权利要求7‑9中任一项所述直径检测装置，其特征在于，摄像头是CCD或CMOS。3CN113689401A说明书1/5页一种直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法及其装置技术领域[0001]本发明涉及图像识别与处理技术，具体涉及一种基于机器视觉的直拉硅单晶炉晶棒直径检测方法及其装置。背景技术[0002]直拉硅单晶炉晶棒直径自动检测