[发明专利]一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量方法，其特征在于，包括离线液位标定和在线视觉检测；

其中，离线液位标定的过程包括：设置测量液位的步长、最小值和最大值；将液位调整至最小值；采集图像，并测量当前图像中的液口距像素值；将当前液口矩像素值和液位作为键值对追加到标定文件尾部；判断液位是否到最大值，是则标定结束，否则液位增高一个步长，重新采集图像，继续标定；

在线视觉检测的过程包括：初始化加载离线标定的液位标定文件、相机内参、外参；采集图像，测量当前图像中的液口距像素值、单晶棒直径像素值；根据标定文件、液口距像素值插值计算实际液位；根据相机参数、单晶棒直径像素值计算实际单晶棒直径；将计算到的实际值发送给下位机用于反馈控制。

2.如权利要求1的一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量方法，其特征在于，根据标定文件和液口距像素值计算实际液位的过程包括：将已标定好的液口距、液位键值对存入查询字典gapMapgap，liquidLevel

获取查询字典的键列表keyList，将之按升序排序；

若液口距像素值为gapPixel，查找gapMap的键列表keyList中是否存在gap，是则其对应的值就是实际液位，realLiqLevel＝gapMap[gapPixel]；若不存在该键，则使用二分查找法来查找离该键最近的两个键值key1、key2；

按如下公式线性插值计算实际液位：

3.如权利要求1的一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量方法，其特征在于，所述离线液位标定的过程具体包括：设置测量液位的步长levelStep、最小值levelMin和最大值levelMax；

调节执行元件将液位liquidLevel调整至最小值levelMin；

嵌入式智能相机系统采集图像，并测量当前图像中的液口距像素值gapPixel；

将当前液口矩像素值gapPixel和液位liquidLevel作为键值对追加到标定文件尾部；

判断液位liquidLevel是否到最大值levelMax，是则进入保存标定文件到嵌入式系统，否则继续调节执行元件，使液位增高一个步长liquidLevel＝liquidLevel+levelStep，重新执行采集图像。

4.如权利要求1的一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量方法，其特征在于，所述在线视觉检测的过程具体包括：嵌入式智能相机系统中图像处理软件将已标定好的液口距、液位键值对存入查询字典gapMapgap，liquidLevel获取查询字典键列表keyList，将之按升序排序；若液口距像素值为gapPixel，查找gapMap的键列表keyList中是否存在gap，是则其对应的值就是实际液位，realLiqLevel＝gapMap[gappixel]；若不存在该键，则使用二分查找法来查找离该键最近的两个键值key1、key2；按如下公式线性插值计算实际液位：

5.一种基于视觉的单晶炉液位、单晶棒直径测量装置，其特征在于，包括显示屏、嵌入式智能相机系统、液位调节执行元件；所述显示屏与嵌入式智能相机系统通过以太网进行连接，并通过显示屏进行参数设置；液位调节执行元件的电机连接单晶炉的坩埚，通过电机的旋转运动来带动轴旋转，以实现坩埚的升降运动，调节单晶炉液位。