【技术实现步骤摘要】
本公开涉及智能制造装备产业，具体涉及一种台阶仪的导航方法及导航系统。
技术介绍
1、台阶仪(也称为探针式轮廓仪)是一种接触式表面形貌测量仪器。台阶仪可以用于对工件的微观结构进行纳米级测量，例如台阶仪可以用于测量膜层厚度、台阶高度或宽度、以及表面粗糙度、轮廓尺寸等。台阶仪通常包括用于放置工件的载台以及用于测量工件的测量机构。测量机构包括测杆和固定连接于测杆的一端的探针。探针用于接触工件，在探针接触工件后，通过驱动载台移动可以使工件相对于探针移动，从而探针能够对工件进行扫描。由于工件的形貌，在探针与工件发生相对移动的过程中探针会在竖直方向发生位置变化，从而带动测杆绕旋转中心往复摆动，基于测杆的摆动位置变化可以获取工件的测量结果。
2、在台阶仪测量工件前，为确保探针能够接触工件，需要令工件进入镜头的视野，并将工件移动至探针附近。由于镜头的视野较小，在载台上放置工件后，工件可能并不位于镜头的视野中，同时，台阶仪作为高精度测量设备，在测量过程中需要利用外壳保护测试环境，从而减少环境震动对测量结果的影响，在外壳的遮挡下，难以通过肉眼观察确定工件的实际位置，此时难以通过手动操作的方式调整载台以使工件移动至镜头的视野中。
3、进一步地，为提高测量精度，需根据测量需求调整工件相对于探针的姿态和坐标(也即摆正工件)以使探针能够沿合适的方向扫描工件。例如，如果需要测量工件上台阶的宽度，则需要摆正工件以使探针的扫描方向正交于台阶；另外，如果需要同时测量工件上多个并列排布的台阶，则需要将工件摆正到合适的方向以使探针能够同时扫描多个
技术实现思路
1、本公开是有鉴于上述的状况而提出，目的在于提供一种能够提高摆正工件的便捷性和准确性的台阶仪的导航方法及导航系统。
2、为此，本公开第一方面提供一种台阶仪的导航方法，所述台阶仪包括用于测量样品的测量机构以及用于载置样品且可相对于所述测量机构运动的载台，所述测量机构包括视觉模块和以预设方向扫描样品的探针，所述导航方法包括：以所述视觉模块的视场中心作为坐标原点建立坐标系，所述预设方向平行于所述坐标系的水平轴；基于所述样品在所述载台的位置移动所述载台以使所述载台的样品位于所述视觉模块的视场以获取样品的样品影像；基于所述样品影像在所述坐标系中创建与样品的待测方向相关且与所述载台联动的基准线，所述待测方向为预设的所述探针相对样品的移动方向；基于所述基准线在所述坐标系中的位置和姿态控制所述载台运动以使所述待测方向平行于所述预设方向，并使所述基准线的基准点与所述坐标原点重合；并且以所述基准点在所述预设方向上的投影与样品的交点作为所述探针的扫描起始点。
3、在本公开第一方面中，通过坐标系的坐标原点能够便于确认视场中心的位置；另外，由于坐标系位于视觉模块的视场，能够便于在坐标系中查看样品的姿态和位置。另外，通过令预设方向平行于水平轴，能够使得坐标系的水平轴与探针的扫描方向具有对应关系，为后续在坐标系中调整样品的姿态和位置提供参考系。另外，通过基准线与载台联动，能够使得基准线与放置于载台上的样品具有联动关系，当调整基准线在坐标系中的姿态和位置时，能够同步调整样品在坐标系中的姿态和位置。另外，基于基准线在坐标系中的位置和姿态，能够获取控制载台运动的运动方式，基于该运动方式控制载台运动能够通过基准线在坐标系中的位置和姿态的改变，确认载台运动到位，从而能够精确地调整载台上样品的位置和姿态。在这种情况下，相较于通过手动操作的方式摆正样品时难以准确地控制载台运动较小的行程，基于基准线调整载台上样品的位置和姿态能够提高摆正样品的便捷性和准确性。
4、另外，在本公开第一方面所涉及的台阶仪的导航方法中，可选地，还包括：在创建所述基准线之前，控制所述载台运动以使样品靠近所述视场中心且使所述待测方向大致平行于所述预设方向。在这种情况下，在创建基准线之前，先通过控制载台运动对样品的位置和姿态进行粗略调整，然后再基于基准线控制载台运动对样品的位置和姿态进行精细调整，由此能够提高调整样品的位置和姿态的效率和精度。
5、另外，在本公开第一方面所涉及的台阶仪的导航方法中，可选地，选取所述样品影像中用于表征待测尺寸的样品特征作为所述基准线，或者创建平行于用于表征待测尺寸的样品特征的线条作为所述基准线。在这种情况下，能够使得基准线直接反映样品在坐标系中的姿态和位置，当利用基准线调整样品在坐标系中的姿态和位置时，能够提高摆正样品的精确度。
6、另外，在本公开第一方面所涉及的台阶仪的导航方法中，可选地，还包括：在创建所述基准线之前，控制所述视觉模块对焦于样品。在这种情况下，能够提高样品影像的质量，当在样品影像中选取样品轮廓线作为基准线时，能够提高获取基准线的便捷性和准确性。
7、另外，在本公开第一方面所涉及的台阶仪的导航方法中，可选地，所述坐标系中包括所述水平轴和正交于所述水平轴的竖直轴，基于所述基准线在所述坐标系中的位置和姿态控制所述载台运动包括控制所述载台旋转，控制所述载台旋转包括：基于所述基准线在所述坐标系中的姿态获取所述基准线与所述水平轴的夹角作为第一夹角并获取所述基准线与所述竖直轴的夹角作为第二夹角；并且响应于所述第一夹角不大于所述第二夹角而控制所述载台朝所述基准线靠近所述水平轴的方向旋转所述第一夹角的度数，或者响应于所述第一夹角大于所述第二夹角而控制所述载台朝所述基准线靠近所述竖直轴的方向旋转所述第二夹角的度数。在这种情况下，通过基准线与坐标轴的夹角控制载台旋转，由于基准线和载台联动，当基准线旋转至平行于坐标轴时能够确认载台旋转到位，从而能够精确地调整样品在坐标系中的姿态，由此能够提高摆正样品的便捷性和准确性。另外，通过控制载台朝基准线靠近的坐标轴的方向旋转，能够提高控制载台旋转的效率，从而能够提高摆正样品的效率。
8、另外，在本公开第一方面所涉及的导航方法中，可选地，所述坐标系中包括所述水平轴和正交于所述水平轴的竖直轴，基于所述基准线在所述坐标系中的位置和姿态控制所述载台运动包括控制所述载台移动，控制所述载台移动包括：获取所述基准点在所述坐标系中的坐标；基于所述基准点的坐标与所述坐标原点获取所述基准点相对于所述坐标原点的位移量；并且基于所述位移量控制所述载台移动以使所述基准点与所述坐标原点重合。在这种情况下，以坐标原点为目标点，通过基准点与坐标原点的位移量控制载台移动，由于基准线和载台联动，当基准点与坐标原点重合时能够确认载台移动到位，从而能够精确地调整样品在坐标系中的位置，由此能够提高摆正样品的便捷性和准确性。
9、另外，在本公开第一方面所涉及的台阶仪的导航方法中，可选地，所述基准点为所述基准线的中点。在这种情况下，当基于基准线在坐标系中的位置控制载台移动以使基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种台阶仪的导航方法，所述台阶仪包括用于测量样品的测量机构以及用于载置样品且可相对于所述测量机构运动的载台，所述测量机构包括视觉模块和以预设方向扫描样品的探针，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
6.根据权利要求1或5所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
10.一种台阶仪的导航系统，所述台阶仪包括用于测量样品的测量机构以及用于载置样品且可相对于所述测量机构运动的载台，所述测量机构包括视觉模块和以预设方向扫描样品的探针，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种台阶仪的导航方法，所述台阶仪包括用于测量样品的测量机构以及用于载置样品且可相对于所述测量机构运动的载台，所述测量机构包括视觉模块和以预设方向扫描样品的探针，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的台阶仪的导航方法，其特征在于，
...【专利技术属性】
技术研发人员：雷细芝，庄植智，肖田，刘龙孝，崔建国，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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