【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于晶锭三维模型重建领域，尤其涉及一种基于点云数据的晶锭三维重建方法。
技术介绍
1、晶锭(例如碳化硅晶锭)是半导体工业中用于制造晶圆的重要材料。为了确保晶圆的质量和制造过程的精确性，对晶锭进行详细的几何形状测量和分析是必要的。传统的测量方法通常包括机械接触式测量和光学测量。然而，这些方法在测量速度、精度和全面性方面存在一定的局限性。例如，机械接触式测量方法由于需要直接接触晶锭表面，容易造成表面损伤，并且测量速度较慢。光学测量方法虽然提高了测量速度，但在处理复杂形状和细节方面仍存在困难。
2、近年来，随着计算机视觉和3d扫描技术的进步，利用3d点云技术对物体进行三维重建和测量的方法逐渐受到关注。3d点云技术通过获取物体表面的离散点集，构建出其三维形状。这种技术在非接触式测量、细节捕捉和速度方面具有显著优势，在晶锭检测中，3d点云重建技术通过传感器扫描或结构光扫描等手段获取晶锭表面的点云数据。然后，通过一系列算法对点云数据进行处理，包括去噪、配准、拼接和重建等，最终生成高精度的三维模型。该三维模型能够提供关于晶锭的全面几何信息，包括尺寸、形状、表面缺陷等，为后续的质量检测、加工控制和产品设计提供重要依据。为了从点云数据中重建高质量的三维模型，同时平衡重建精度与速度，是本专利技术需要解决的主要技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案
3、一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，包括以下步骤：
4、步骤1：数据采集，使用采集设备从适当角度采集目标晶锭的点云数据，同时将数据以txt格式文件保存；
5、步骤2：数据预处理，对采集的点云数据进行格式转换，对点云数据进行对齐、融合与去噪，通过整合不同视角的数据获取完整的三维信息；
6、步骤3：网格与表面重建，通过可以调整的参数估计法线，生成多边形网格，通过多边形网格生成光滑连续的表面；
7、步骤4：模型后处理，对生成的三维模型进行优化和修复工作，获得更真实的视觉效果模型。
8、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，采集设备包括光谱共焦传感器、激光扫描设备或结构光扫描设备；
9、其中，光谱共焦传感器的检测平台包含x、y大理石运动平台运动模块、光照系统、光谱共焦传感器采集模块，直径与高度测量模块和电气模块。
10、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，txt格式文件中的每一行是一个点的xyz三维坐标数据。
11、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，步骤2中数据预处理包括滤波去除离群点、下采样减少数据量、神经网络提取局部特征、对于过于稀疏的点云数据采用数据增强补全点云数据，将处理后的数据转换成数据格式。
12、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，对点云数据进行对齐、融合与去噪的具体步骤如下，
13、扫描了两个或更多点云，利用全局特征描述进行点云特征匹配，利用icp算法进行点云配准，在对齐后，使用统计滤波或半径滤波对点云进行去噪，根据先验信息对点云进行裁剪以删去底座不需要的区域和不感兴趣的区域，将多组对齐好的点云合并，选择下采样后合并，减少点云数据量并去除冗余点，另外使用神经网络对点云进行特征提取，提取有效的局部特征以描述形状结构与纹理信息。
14、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，估计法线，采用基于k近邻和球面拟合结合的方法，对每个点，找到其k个最近邻点，并对每个点的邻域进行球面拟合，使用邻点、球面的中心计算法线；
15、三角网格重建，使用了贪心三角的方法，通过逐步选择最优三角形来生成三角网格的算法，表面重建使用了泊松隐式方法，该算法基于泊松方程，通过全局优化生成连续的三维表面，并通过构建八叉树、计算泊松方程、提取等值面，最后生成连续的表面。
16、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，模型后处理，将拍摄的表面图片生成uv贴图应用于重建模型上，并对生成的模型进行优化，使用3d模型处理。
17、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，
18、3d模型处理包括
19、为模型添加材质，控制模型在光照和渲染下的外观表现，使其在渲染时更具真实感；
20、将图像纹理投射到三维模型表面，通过纹理映射，增强模型的视觉效果；
21、使用拉普拉斯平滑算法减少网格表面的粗糙度，生成平滑的表面；
22、使用细分曲面算法增加网格的顶点和边，提高模型的分辨率和细节表现。
23、优选地，所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，在步骤3中，在没有对目标晶锭先验信息的情况下，扫描采集密度不小于每平方毫米1.2个点。
24、借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
25、1、本专利技术能降低数据采集难度，提高重建准确性，采用了自动化和智能化的采集技术，降低了操作难度和技术门槛。同时，通过改进的点云处理算法，能够有效处理不完整的点云数据，同时减少了噪声和误差，提高了点云数据的精度和一致性，从而提高了三维重建的准确性。
26、2、本专利技术可根据实际需求灵活调整重建准确性与速度，提高流程效率，扩展使用范围。具有高度的灵活性，能够根据不同的实际需求场景动态调整重建的准确性与速度。本专利技术通过可调节的参数和优化的算法设计，除了能根据数据自适应调整外，还允许用户自定义精度和速度的平衡点，从而满足不同的应用需求。这不仅提高了整个流程的效率，还扩展了适用范围。
27、3、本专利技术良好的模型质量，增加系统可用性与迁移性。使用神经网络提取点云特征，使用多种方法结合估计法线，使用隐函数进行表面重建，这些使得模型不仅在几何精度上具有优势，还在细节还原和表面光滑度等方面表现出色。在给出目标物体的先验信息后，还能进一步生成纹理信息并绑定材质，增加了模型细节的可察性，本专利技术具有良好的通用性和适应性，可以方便地集成到现有的生产和检测流程中。其高可用性和易于迁移的特性使得用户能够在不同的设备和环境下灵活应用。
28、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：采集设备包括光谱共焦传感器、激光扫描设备或结构光扫描设备；
3.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：TXT格式文件中的每一行是一个点的XYZ三维坐标数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：步骤2中数据预处理包括滤波去除离群点、下采样减少数据量、神经网络提取局部特征、对于过于稀疏的点云数据采用数据增强补全点云数据，将处理后的数据转换成数据格式。
5.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：对点云数据进行对齐、融合与去噪具体步骤如下，
6.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：估计法线，采用基于k近邻和球面拟合结合的方法，对每个点，找到其k个最近邻点，并对每个点的邻域进行球面拟合，使用邻点、球面的中心计算法线；
7.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维
8.根据权利要求7所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：3D模型处理包括
9.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：在步骤3中，在没有对目标晶锭先验信息的情况下，扫描采集密度不小于每平方毫米1.2个点。
...【技术特征摘要】
1.一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：采集设备包括光谱共焦传感器、激光扫描设备或结构光扫描设备；
3.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：txt格式文件中的每一行是一个点的xyz三维坐标数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：步骤2中数据预处理包括滤波去除离群点、下采样减少数据量、神经网络提取局部特征、对于过于稀疏的点云数据采用数据增强补全点云数据，将处理后的数据转换成数据格式。
5.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的晶锭三维重建方法，其特征在于：对点云数据进行对齐、融合与去噪具...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭博方，张申，
申请(专利权)人：苏州芯澈半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。