基于機器視覺技術的多晶硅棒直徑在線檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、多晶硅是生產太陽能電池和半導體的主要原材料，隨著電子技術和太陽能產業(yè)的快速發(fā)展，全球對多晶硅的需求猛增。但是，我國多晶硅生產技術由于投資大、配套原料難、技術難度大等限制，發(fā)展相當緩慢，多晶硅的生產量還遠遠達不到人們所期望的水平。因此，改進多晶硅的生產工藝成了目前急需解決的問題。本文提出了多晶硅棒直徑在線檢測系統(tǒng)，為系統(tǒng)的自動控制提供了依據(jù)。
　　通過對生產需求的分析，本文設計了具體的系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)采用雙CCD結構。CCD通過隔熱

2、設施分別從左右兩邊捕獲多晶硅生長圖像，圖像采集卡將模擬圖像信號轉化為數(shù)字圖像信號，通過直方圖變換和中值濾波對圖像進行預處理，再采用Sobel邊緣檢測算子和Hough變換進行邊緣粗定位，最后應用特定的微弱邊緣檢測算法確定出多晶硅硅棒的邊緣位置，然后通過編制具體的標定算法確定出硅棒邊緣位置和硅棒直徑的換算關系。
　　本論文主要完成以下幾個方面的工作：
　　(1)對機器視覺的應用領域和數(shù)字圖像處理測量系統(tǒng)的基本構成進行深入研究，設

3、計硬件系統(tǒng)的主要結構，介紹CCD、圖像采集卡等的選取原則。
　　(2)運用圖像預處理技術，如直方圖變換、中值濾波等對圖像數(shù)字信號進行分析和計算，再用特定的微弱邊緣檢測算法對目標硅棒邊緣進行跟蹤和細定位。
　　(3)簡要介紹了雙CCD交匯測量原理。根據(jù)本項目中目標硅棒和雙CCD相機的相對位置，建立標定模型，設計具體的標定算法，進行了模擬實驗和現(xiàn)場測量實驗，最后進行了直徑測量數(shù)據(jù)的誤差分析。
　　(4)軟件的設計和數(shù)據(jù)傳輸