[发明专利]基于视觉定位的高效率石英晶片角度分选方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于视觉定位的高效率石英晶片角度分选方法。

背景技术

石英晶片进行角度分选时，传统非定向的扫描方法需要将石英晶片水平放置于测量台上，并在测量台上旋转一周。在旋转过程中，一束X光投射到石英晶片表面，而在另一个接收方位放置X光计数器。当石英晶片旋转到特定角度时，由于晶体衍射效应，X光计数器出现峰值，通过对出现峰值的旋转角度的计算可以得到石英晶片内部晶格角度，从而完成分选。该过程中必须对360度的角度范围进行衍射强度测量。而由于X光计数器的限制，测量过程中转动速度不能过快，导致整个分选过程的效率较低。

发明内容

本发明的目的是解决目前传统非定向扫描方法进行石英晶片角度分选效率低的技术问题。

为实现以上发明目的，本发明提供一种基于视觉定位的高效率石英晶片角度分选方法，包括如下步骤：

（1）将待测石英晶片放置到旋转台上，保证其水平度；

（2）拍摄待测石英晶片的图像，通过对所述图像进行处理，得到所述石英晶片的中心在平面坐标系中的位置（x,y)与所述石英晶片的长边倾斜角度θ1；

（3）所述石英晶片的长边倾斜角预设为θ2，利用θ1计算出所述旋转台需要转动的角度ω, ω=θ2-θ1；

转动所述旋转台时，在[0，ω-δ）区间内以角速度α1转动，在[ω-δ，ω+δ]区间内以角速度α2转动，α1＞α2；同时，启动X光计数器进行X光强度测量；测量结束后，所述旋转台以α1角速度通过（ω+δ，2π]区间；其中，2δ是以角速度α2进行慢速精细扫描的角度范围，δ的单位为rad；

（4）通过所述X光计数器测得的X光强度峰值数据对应的旋转台旋转角度ψ计算所述石英晶片的晶格角度ε并输出。

进一步地，步骤（3）中所述2δ的取值范围为[1,5]。

进一步地，步骤（3）中所述α1的取值范围为2πrad/s-3πrad/s，所述α2的取值范围为0.5πrad/s-πrad/s。

进一步地，所述步骤（2）中，对所述图像依次进行预处理、边缘提取和直线拟合后分别得到所述石英晶片外轮廓四条边所在直线的方程，通过所述方程求取四条直线的交点，得到所述石英晶片的四个顶点，通过四个顶点求得所述石英晶片的重心得到所述(x,y)，通过所述石英晶片外轮廓长边所在直线的方程得到所述长边倾斜角度θ1。

进一步地，步骤（4）中所述晶格角度ε通过下式计算：

；

其中，为已知的布拉格角，α为已知的入射角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过使用视觉定位进行石英晶片角度分选，旋转台大半时间以较高的角速度α1转动，仅在2δ范围内以较慢的角速度α2进行慢速精细扫描，旋转台旋转一圈所耗费的时间相较于目前全程以慢速α2旋转的分选方法大大减少，从而大幅提高了分选效率。

附图说明

图1为分选工作状态图；

图2为分选工作原理示意图。

图中，X光源1；X光计数器2；旋转台3；待测石英晶片4；相机5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明的基于视觉定位的高效率石英晶片角度分选方法，包括如下步骤：

S100: 将待测石英晶片4放置到旋转台3上，保证其水平度；

S200: 拍摄待测石英晶片4的图像，通过对图像依次进行预处理、边缘提取和直线拟合后分别得到所述石英晶片外轮廓四条边所在直线的方程，通过方程求取四条直线的交点，得到石英晶片的四个顶点，通过四个顶点求得石英晶片的重心为 (x,y)，即为石英晶片4的中心在平面坐标系中的位置，通过石英晶片4外轮廓长边所在直线的方程得到长边倾斜角度θ1；

S300: 石英晶片4的长边倾斜角预设为θ2，利用θ1计算出旋转台3需要转动的角度ω, ω=θ2-θ1； 如图2中，θ1为62°，θ2为140°，ω为78°；

转动旋转台3时，在[0，ω-δ）区间内以角速度α1转动，在[ω-δ，ω+δ]区间内以角速度α2转动，α1＞α2；同时，启动X光计数器2进行X光强度测量；测量结束后，旋转台3以α1角速度通过（ω+δ，2π]区间；其中，2δ是以角速度α2进行慢速精细扫描的角度范围，δ的单位为rad；

其中，2δ根据不同类型石英晶片4的实测数据来确定，典型值在[1,5]区间内；