基于双目视觉的单晶炉液位检测技术研究
发布时间：2022-01-26 08:51
硅是电子信息产业和光伏产业的主要功能材料,单晶炉是单晶硅的主要生产设备,单晶炉中熔融硅液面位置的检测精度直接影响了晶体的质量。液面位置测量的不准确,会导致硅晶体杂质的增加,还会引起晶体中的原生点缺陷,研究单晶炉液位检测具有理论意义及工程实际应用价值。本文在综合分析国内外资料的基础上,完成了如下工作:用高斯曲线模型拟合单晶硅弯月面光环的边缘灰度梯度,提取出光环的亚像素边缘点,作为立体匹配的特征点;采用基于极线搜索的匹配算法,匹配两台相机图像的光环边缘,并通过匹配代价的曲线拟合实现匹配点的亚像素细化,精确地检测出弯月面光环的三维位置,光环竖直方向的位置变化也就是熔融硅的液面位置变化;编写了单晶炉双目视觉液位检测软件,设计并搭建了双目视觉测量实验平台,验证了该软件的测量精度,结果表明,该软件系统符合晶体生长所需的精度要求。双目视觉液位检测系统不需要很大的视野范围,避免了热场结构的不对称,能够降低晶体生长的工艺调节难度。文章主要内容如下:第一章阐述了单晶硅的重要性以及单晶炉中的液位对晶体生长的影响,并具体分析了现有单晶炉液位检测方案的不足。同时概述了视觉测量领域,尤其是双目视觉领域的研究成果,...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１单晶硅棒与硅片??从高纯度多晶硅中制备单晶硅的主要方法有直拉法［３］（ＣＺ法）和区熔法（ＦＺ??
浙江大学硕士学位论文??况下，选择晶体半径和晶体生长速率作为被控对象；加热器功率、晶体提拉速率??和坩埚上升速率是主要的操纵变量［５］。图１．２为区熔法和直拉法制备单晶硅的示??意图。??ｍ??觀??Ａ??Ｉ??ｆｉｉ?ｐｗ??（ａ）区熔法?（ｂ）直拉法??图１．２区熔法与直拉法示意图??目前大部分的单晶硅是利用直拉法制备的，使用直拉法制备单晶硅的设备称??为单晶硅直拉法生产炉，简称单晶炉［６１。在过去，国内的单晶硅生产设备主要依??靠国外进口，主要单晶炉设备生产厂商为美国的凯克斯公司（Ｋａｙｅｘ）。现在国内制??造水平提高，单晶炉设备逐渐国产化，国内的京运通、永泰和天龙光电等知名企??业纷纷投入单晶炉的设备生产中，其中，浙江晶盛机电股份有限公司凭借其优良??的技术水平，走在单晶炉设备生产的前列。晶盛机电股份有限公司的单晶炉也是??本课题的主要研究对象。??；Ｐ?的■食砰；??＇－＇?Ｕ琴［１／??．意“?ＥＳＩ??ｉ．＇?羞，??．？?ｍ－ｊｘ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高斯拟合的亚像素边缘检测算法[J]. 韩东,李煜祺,武彦辉. 计算机应用与软件. 2018(06)
[2]基于局部拉普拉斯算子的灾后建筑物损毁检测[J]. 李强,陶超,梁浩,邹峥嵘. 测绘与空间地理信息. 2018(05)
[3]基于ORB算法的双目立体视觉测距系统[J]. 李双全,章国宝. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于双目视觉的水位测量算法[J]. 石晗耀,陶青川. 现代计算机(专业版). 2017(08)
[5]一种基于MSER的中文字符检测算法[J]. 宋云峰,周兵. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[6]基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法[J]. 段振云,王宁,赵文珍,赵文辉,冯宝强. 仪器仪表学报. 2017(01)
[7]sobel算子与prewitt算子分析与研究[J]. 王月新,刘明君. 计算机与数字工程. 2016(10)
[8]自适应阈值的Prewitt地质图像边缘检测算法[J]. 刘天时,魏雨,李湘眷. 小型微型计算机系统. 2016(05)
[9]基于线结构光的双目三维体积测量系统[J]. 毛佳红,娄小平,李伟仙,赵阳. 光学技术. 2016(01)
[10]CCD图像传感器和CMOS图像传感器的比较研究[J]. 孙波,王晓艳. 信息通信. 2015(12)
博士论文
[1]高温单晶硅液位和直径视觉检测关键技术及应用研究[D]. 项森伟.浙江大学 2018
[2]车辆行驶中的视觉显著目标检测及语义分析研究[D]. 缪小冬.南京航空航天大学 2013
[3]直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D]. 曹建伟.浙江大学 2010
[4]提拉法晶体生长过程的数值分析及模拟实验[D]. 邬小波.清华大学 1994
硕士论文
[1]基于立体视觉的空间目标物体测量研究[D]. 曾宪衡.北京邮电大学 2018
[2]面向大型航空构件测量的大视场相机标定技术研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2017
[3]单晶炉液位检测的曲面镜拟合方法研究[D]. 何恒盛.西安理工大学 2016
[4]双目立体视觉在全针测量系统中的应用研究[D]. 雷海兵.吉林大学 2016
[5]基于机器视觉技术的自动微点焊系统[D]. 王梅梅.广东工业大学 2015
[6]基于视觉的三维测量系统的研究与实现[D]. 李云峰.太原科技大学 2015
[7]单晶炉冷却系统的设计与实现[D]. 王建.南昌大学 2014
[8]基于数字图像的倒车辅助技术的研究与实现[D]. 韩之刚.东北大学 2013
[9]基于双目立体视觉的车辆测速系统[D]. 蔡寿祥.电子科技大学 2013
[10]大直径硅单晶生长过程中固/液界面形状的数值分析[D]. 滕冉.北京有色金属研究总院 2012
本文编号：3610201
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１单晶硅棒与硅片??从高纯度多晶硅中制备单晶硅的主要方法有直拉法［３］（ＣＺ法）和区熔法（ＦＺ??
浙江大学硕士学位论文??况下，选择晶体半径和晶体生长速率作为被控对象；加热器功率、晶体提拉速率??和坩埚上升速率是主要的操纵变量［５］。图１．２为区熔法和直拉法制备单晶硅的示??意图。??ｍ??觀??Ａ??Ｉ??ｆｉｉ?ｐｗ??（ａ）区熔法?（ｂ）直拉法??图１．２区熔法与直拉法示意图??目前大部分的单晶硅是利用直拉法制备的，使用直拉法制备单晶硅的设备称??为单晶硅直拉法生产炉，简称单晶炉［６１。在过去，国内的单晶硅生产设备主要依??靠国外进口，主要单晶炉设备生产厂商为美国的凯克斯公司（Ｋａｙｅｘ）。现在国内制??造水平提高，单晶炉设备逐渐国产化，国内的京运通、永泰和天龙光电等知名企??业纷纷投入单晶炉的设备生产中，其中，浙江晶盛机电股份有限公司凭借其优良??的技术水平，走在单晶炉设备生产的前列。晶盛机电股份有限公司的单晶炉也是??本课题的主要研究对象。??；Ｐ?的■食砰；??＇－＇?Ｕ琴［１／??．意“?ＥＳＩ??ｉ．＇?羞，??．？?ｍ－ｊｘ
浙江大学硕士学位论文??况下，选择晶体半径和晶体生长速率作为被控对象；加热器功率、晶体提拉速率??和坩埚上升速率是主要的操纵变量［５］。图１．２为区熔法和直拉法制备单晶硅的示??意图。??ｍ??觀??Ａ??Ｉ??ｆｉｉ?ｐｗ??（ａ）区熔法?（ｂ）直拉法??图１．２区熔法与直拉法示意图??目前大部分的单晶硅是利用直拉法制备的，使用直拉法制备单晶硅的设备称??为单晶硅直拉法生产炉，简称单晶炉［６１。在过去，国内的单晶硅生产设备主要依??靠国外进口，主要单晶炉设备生产厂商为美国的凯克斯公司（Ｋａｙｅｘ）。现在国内制??造水平提高，单晶炉设备逐渐国产化，国内的京运通、永泰和天龙光电等知名企??业纷纷投入单晶炉的设备生产中，其中，浙江晶盛机电股份有限公司凭借其优良??的技术水平，走在单晶炉设备生产的前列。晶盛机电股份有限公司的单晶炉也是??本课题的主要研究对象。??；Ｐ?的■食砰；??＇－＇?Ｕ琴［１／??．意“?ＥＳＩ??ｉ．＇?羞，??．？?ｍ－ｊｘ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高斯拟合的亚像素边缘检测算法[J]. 韩东,李煜祺,武彦辉. 计算机应用与软件. 2018(06)
[2]基于局部拉普拉斯算子的灾后建筑物损毁检测[J]. 李强,陶超,梁浩,邹峥嵘. 测绘与空间地理信息. 2018(05)
[3]基于ORB算法的双目立体视觉测距系统[J]. 李双全,章国宝. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于双目视觉的水位测量算法[J]. 石晗耀,陶青川. 现代计算机(专业版). 2017(08)
[5]一种基于MSER的中文字符检测算法[J]. 宋云峰,周兵. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[6]基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法[J]. 段振云,王宁,赵文珍,赵文辉,冯宝强. 仪器仪表学报. 2017(01)
[7]sobel算子与prewitt算子分析与研究[J]. 王月新,刘明君. 计算机与数字工程. 2016(10)
[8]自适应阈值的Prewitt地质图像边缘检测算法[J]. 刘天时,魏雨,李湘眷. 小型微型计算机系统. 2016(05)
[9]基于线结构光的双目三维体积测量系统[J]. 毛佳红,娄小平,李伟仙,赵阳. 光学技术. 2016(01)
[10]CCD图像传感器和CMOS图像传感器的比较研究[J]. 孙波,王晓艳. 信息通信. 2015(12)
博士论文
[1]高温单晶硅液位和直径视觉检测关键技术及应用研究[D]. 项森伟.浙江大学 2018
[2]车辆行驶中的视觉显著目标检测及语义分析研究[D]. 缪小冬.南京航空航天大学 2013
[3]直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D]. 曹建伟.浙江大学 2010
[4]提拉法晶体生长过程的数值分析及模拟实验[D]. 邬小波.清华大学 1994
硕士论文
[1]基于立体视觉的空间目标物体测量研究[D]. 曾宪衡.北京邮电大学 2018
[2]面向大型航空构件测量的大视场相机标定技术研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2017
[3]单晶炉液位检测的曲面镜拟合方法研究[D]. 何恒盛.西安理工大学 2016
[4]双目立体视觉在全针测量系统中的应用研究[D]. 雷海兵.吉林大学 2016
[5]基于机器视觉技术的自动微点焊系统[D]. 王梅梅.广东工业大学 2015
[6]基于视觉的三维测量系统的研究与实现[D]. 李云峰.太原科技大学 2015
[7]单晶炉冷却系统的设计与实现[D]. 王建.南昌大学 2014
[8]基于数字图像的倒车辅助技术的研究与实现[D]. 韩之刚.东北大学 2013
[9]基于双目立体视觉的车辆测速系统[D]. 蔡寿祥.电子科技大学 2013
[10]大直径硅单晶生长过程中固/液界面形状的数值分析[D]. 滕冉.北京有色金属研究总院 2012
本文编号：3610201
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