一种多晶硅异常监测方法、装置及相关设备与流程

1.本技术涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅异常监测方法、装置及相关设备。


背景技术：

2.多晶硅还原工序是生产过程中的关键环节，还原车间内包括多个还原炉，为了对多个还原炉中每一还原炉内反应状况进行及时监测，需要现场人员定期巡检还原炉，观测炉内硅棒生长形态、炉内清晰度、表面颜色、倒棒情况等，并结合观测情况和过往经验判断还原炉内的硅棒生长是否存在异常。
3.其中，硅棒亮点问题是巡检过程中需重点关注的问题，硅棒亮点可理解为硅棒下端位置(也即硅棒在反应炉内的插设位置)因生产故障问题而产生的异常高温点，此异常高温点会在视界中以明亮光点的形式呈现，若不及时识别该异常高温点并加以处置，硅棒下端部会出现高温熔断情况，这将造成硅棒倾倒的事故，并带来较为严重的经济损失。
4.应用中发现，采用上述人工巡检的方式对还原炉内反应状况进行监测，受人为因素的干扰较大，易出现漏检硅棒亮点的情况，也就是说，相关技术对硅棒亮点的监测效果较差。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种多晶硅异常监测方法、装置及相关设备，用于解决相关技术在监测硅棒亮点过程中存在的监测效果较差的问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种多晶硅异常监测方法，所述方法包括：
7.获取第一监控图像，其中，所述第一监控图像包括第一位置的图像，所述第一位置为反应炉内用于放置硅棒的位置；
8.对所述第一监控图像进行图像分析，获得多个候选点，其中，所述候选点为所述第一监控图像中像素值大于或等于像素阈值的像素点；
9.将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点，其中，所述预设区间用于表征所述第一位置在所述第一监控图像内对应的像素区间，所述异常点用于表征对应硅棒亮点的像素点；
10.在所述第一监控图像上标记所述异常点。
11.可选的，所述将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点之后，所述方法还包括：
12.将所述异常点的像素值与多个参考点的像素值分别进行相似度比较，获得多个相似参数，所述多个相似参数和所述多个参考点一一对应，所述多个参考点中的每一参考点对应一个温度区间的硅棒亮点；
13.将参数值最大的所述相似参数对应的参考点确定为目标点；
14.根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息，其中，所述亮点信息包
括对应的硅棒亮点的温度信息、以及对应的硅棒亮点的处理流程信息。
15.可选的，根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息之后，所述方法还包括：
16.在所述多个相似参数均小于或等于相似阈值的情况下，将所述异常点作为新的参考点进行存储。
17.可选的，所述获取第一监控图像，包括：
18.获取红外图像；
19.对所述红外图像进行图像分析，获得分析结果；
20.在所述分析结果指示所述第一位置的温度与所述硅棒的平均温度之差大于或等于温度差值的情况下，获取所述第一监控图像。
21.可选的，所述第一监控图像的采集时刻与初始时刻之间的时间间隔小于或等于40小时，所述初始时刻为所述反应炉的启动时刻。
22.第二方面，本技术实施例还提供一种多晶硅异常监测装置，所述装置包括：
23.图像获取模块，用于获取第一监控图像，其中，所述第一监控图像包括第一位置的图像，所述第一位置为反应炉内用于放置硅棒的位置；
24.图像分析模块，用于对所述第一监控图像进行图像分析，获得多个候选点，其中，所述候选点为所述第一监控图像中像素值大于或等于像素阈值的像素点；
25.异常定位模块，用于将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点，其中，所述预设区间用于表征所述第一位置在所述第一监控图像内对应的像素区间，所述异常点用于表征对应硅棒亮点的像素点；
26.显示模块，用于在所述第一监控图像上标记所述异常点。
27.可选的，所述装置还包括：
28.比较模块，用于将所述异常点的像素值与多个参考点的像素值分别进行相似度比较，获得多个相似参数，所述多个相似参数和所述多个参考点一一对应，所述多个参考点中的每一参考点对应一个温度区间的硅棒亮点；
29.确定模块，用于将参数值最大的所述相似参数对应的参考点确定为目标点；
30.信息获取模块，用于根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息，其中，所述亮点信息包括对应的硅棒亮点的温度信息、以及对应的硅棒亮点的处理流程信息。
31.可选的，所述装置还包括：
32.新增模块，用于在所述多个相似参数均小于或等于相似阈值的情况下，将所述异常点作为新的参考点进行存储。
33.第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的多晶硅异常监测方法的步骤。
34.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的多晶硅异常监测方法的步骤。
35.在本技术实施例中，先通过图像分析的方式，从第一监控图像中获取像素值异常的多个候选点；再通过坐标匹配的方式，将位于预设区间的候选点确定为用于表征硅棒亮
点的异常点，以替代人工巡检的监控方式，避免人为因素的干扰，降低漏检硅棒亮点等问题的出现概率，提升对硅棒亮点的监测效果。
附图说明
36.图1是本技术实施例提供的一种多晶硅异常监测方法的流程图；
37.图2是本技术实施例提供的一种多晶硅异常监测装置的结构示意图；
38.图3是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.本技术实施例提供一种多晶硅异常监测方法，参见图1，图1是本技术实施例提供的多晶硅异常监测方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
41.步骤101、获取第一监控图像。
42.其中，所述第一监控图像包括第一位置的图像，所述第一位置为反应炉内用于放置硅棒的位置。
43.所述第一监控图像可以为图像采集设备经由硅棒反应炉的视镜拍摄得到的炉内图像(指彩色图像)，所述图像采集设备可以为正对硅棒反应炉的视镜设置的固定相机，也可以为巡检机器人上装配的相机(巡检机器人按预设程序周期性巡检反应车间内多个反应炉)。
44.示例性的，所述第一监控图像的采集频次可以为1秒1次、5秒1次或1分钟1次等，用户可根据实际需求适应性选择第一监控图像的采集频次，本技术实施例对此并不加以限定。
45.需要说明的是，反应炉内设置有多个用于插设硅棒硅芯的凹槽，第一位置即用于指示凹槽所在位置，也即硅棒硅芯插设于凹槽内之后，硅棒伸出凹槽部分的下端位置。
46.步骤102、对所述第一监控图像进行图像分析，获得多个候选点。
47.其中，所述候选点为所述第一监控图像中像素值大于或等于像素阈值的像素点。
48.示例性的，对第一监控图像进行图像分析，以获得多个候选点的过程可以为：对第一监控图像进行灰度化处理，获得灰度图像；再对灰度图像进行二值化处理，即获得多个候选点。
49.在对第一监控图像进行灰度化处理的过程中，可以采用最大值法进行图像灰度处理，也可以采用平均值法进行图像灰度处理，还可以采用加权平均值法进行图像灰度处理，本技术实施例对图像灰度处理所采用的具体算法并不加以限定。
50.在对灰度图像进行二值化处理过程中，可以应用全局阈值的方式(即灰度图像中每一像素点的像素值均同前述像素阈值进行比较，此时，灰度图像中每一像素点所比较的像素阈值相同)，也可以应用局部自适应动态阈值算法实现(即动态计算每一像素点所要进行比较的像素阈值，此时，灰度图像中每一像素点所比较的像素阈值可以相同，也可以不
同)，本技术实施例对此也不加以限定。
51.步骤103、将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点。
52.其中，所述预设区间用于表征所述第一位置在所述第一监控图像内对应的像素区间，所述异常点用于表征对应硅棒亮点的像素点。
53.如上，由于反应炉内的视镜位置固定(即第一监控图像的拍摄位置固定)，因此，第一位置在第一监控图像内对应的像素区间相对固定，在采集第一监控图像之前，可通过用户手动标记的方式确定预设区间的所覆盖的坐标范围，而后应用预设区间对步骤102所获得多个候选点进行筛分，以将像素异常(指像素值大于或等于像素阈值)且位于第一位置的像素点识别为异常点，降低误识别的概率，提高所确定异常点的准确性。
54.步骤104、在所述第一监控图像上标记所述异常点。
55.如上，在确定异常点后，可通过在第一监控图像上对异常点进行高亮显示或框选等方式，对所述异常点进行标记，以使用户(如：反应炉所在车间的巡检人员)可准确定位硅棒亮点的位置，并对所述硅棒亮点进行及时处置。
56.在本技术实施例中，先通过图像分析的方式，从第一监控图像中获取像素值异常的多个候选点；再通过坐标匹配的方式，将位于预设区间的候选点确定为用于表征硅棒亮点的异常点，以替代人工巡检的监控方式，避免人为因素的干扰，降低漏检硅棒亮点等问题的出现概率，提升对硅棒亮点的监测效果。
57.需要说明的是，在实际应用中，在步骤104执行完成后，还可以通过生成亮点报警信息(如采用语音播报的形式、图文显示的形式等)的方式，向用户及时告知硅棒亮点的位置等信息，以提升硅棒亮点的识别时效性，降低硅棒亮点造成的不利影响。
58.在一可选的实施方式中，除了应用预设区间对步骤102所获得多个候选点进行筛分的方式外，还可以应用数量阈值的方式对步骤102所获得多个候选点进行筛分，即在多个候选点中，将相邻的多个候选点确定为一候选点组，并候选点组内候选点数量小于或等于数量阈值的候选点组滤除，以进一步提升所确定异常点的准确性。
59.在另一实施方式中，可以先基于数量阈值对多个候选点进行初步筛分，在应用预设区间对初步筛分后的多个候选点作进一步筛分，以最终确定异常点，这能显著提升所确定异常的准确性。
60.可选的，所述将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点之后，所述方法还包括：
61.将所述异常点的像素值与多个参考点的像素值分别进行相似度比较，获得多个相似参数，所述多个相似参数和所述多个参考点一一对应，所述多个参考点中的每一参考点对应一个温度区间的硅棒亮点；
62.将参数值最大的所述相似参数对应的参考点确定为目标点；
63.根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息，其中，所述亮点信息包括对应的硅棒亮点的温度信息、以及对应的硅棒亮点的处理流程信息。
64.应用中，不同温度区间的硅棒亮点在图像所对应的像素值不同，且处理流程也有所差异，因此，通过在历史生产时期内收集不同温度对应的参考点信息以及对应的处理流程信息，并将当前生产时期内所确定异常点与参考点进行相似度比较，以确定与当前生产
时期内所确定异常点最为接近的参考点，也即确定目标点，随后参照目标点的亮点信息，相应确定异常点的亮点信息。
65.基于上述方式，可以有效简化当前生产时期内所确定异常点的亮点信息确定流程，提升异常点的处理效率，使异常点所对应硅棒亮点带来的不利影响进一步降低。
66.需要说明的是，在一示例中，可以将目标点的亮点信息直接作为异常点的亮点信息使用；而在另一示例中，可以将目标点的亮点信息作为异常点的亮点信息的初始模板使用，令用户可根据实际情况对该初始模板进行修订或增删，以使所确定异常点的亮点信息与实际的硅棒亮点的温度以及处理流程相适配。
67.上述处理流程包括但不限于：改变反应炉内的温度值、改变反应炉内氢气和三氯氢硅的比值、改变反应炉内氢气输入量、改变反应炉内的电流值、改变反应炉内的三氯氢硅输入量以及停炉处理。
68.在一些可选的实施方式中，也可以将每一参考点对应的灰度图像与第一参考图像对应的灰度图像进行图像相似度比较，并获得每一参考点对应的灰度图像的图像相似参数，而后在多个图像相似参数将数值最大的图像相似参数对应的参考点确定为目标点。
69.可选的，根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息之后，所述方法还包括：
70.在所述多个相似参数均小于或等于相似阈值的情况下，将所述异常点作为新的参考点进行存储。
71.如上所述，在将异常点和多个参考点进行比较，并获得多个参考点中每一参考点对应的相似参数后，若所获得多个相似参数均小于或等于相似阈值，即当前生产时期所采集的异常点及第一监控图像与数据库存储的多个参考点的数据存在较大差异，此时可通过将所述异常点作为新的参考点存储于数据库内，以迭代式丰富数据库内存储的参考点数据，使后续所确定的异常点的亮点信息的数据准确性得到进一步提升。
72.可选的，所述获取第一监控图像，包括：
73.获取红外图像；
74.对所述红外图像进行图像分析，获得分析结果；
75.在所述分析结果指示所述第一位置的温度与所述硅棒的平均温度之差大于或等于温度差值的情况下，获取所述第一监控图像。
76.如上，由于红外图像的图像分析难度较第一监控图像的图像分析难度更低，所耗费的计算资源更少，因此，通过红外相机周期性获取红外图像，并对红外图像进行图像分析，仅在红外图像分析结果指示所述第一位置的温度与所述硅棒的平均温度之差大于或等于温度差值的情况下，才继续采集第一监控图像的方式，可降低第一监控图像的采集频次，进而降低硅棒亮点监测过程中的能耗，使硅棒亮点监测的成本降低。
77.需要说明的是，所述第一位置的温度可通过统计前述预设区间在红外图像中的光谱能量的均值获得，所述硅棒的平均温度可通过统计硅棒对应的目标区间在红外图像中的光谱能量的均值获得；其中，硅棒对应的目标区域与预设区间的设置方式一致。
78.可选的，所述第一监控图像的采集时刻与初始时刻之间的时间间隔小于或等于40小时，所述初始时刻为所述反应炉的启动时刻。
79.应用中发现，硅棒亮点多在单个生产时期前40小时内出现，因此，通过限定第一监
控图像的采集时刻与初始时刻之间的时间间隔小于或等于40小时，以适配硅棒亮点的实际出现时段，避免资源的无效使用。
80.其中，所述初始时刻应理解为当前生产时期的0时所在时刻，也就是说，第一监控图像的采集时刻小于或等于当前生产时期的40时所在时刻。
81.参见图2，图2是本技术实施例提供的多晶硅异常监测装置200的结构示意图，如图2所示，多晶硅异常监测装置200包括：
82.图像获取模块201，用于获取第一监控图像，其中，所述第一监控图像包括第一位置的图像，所述第一位置为反应炉内用于放置硅棒的位置；
83.图像分析模块202，用于对所述第一监控图像进行图像分析，获得多个候选点，其中，所述候选点为所述第一监控图像中像素值大于或等于像素阈值的像素点；
84.异常定位模块203，用于将所述多个候选点中对应的像素坐标位于预设区间内的像素点确定为异常点，其中，所述预设区间用于表征所述第一位置在所述第一监控图像内对应的像素区间，所述异常点用于表征对应硅棒亮点的像素点；
85.显示模块204，用于在所述第一监控图像上标记所述异常点。
86.可选的，所述装置200还包括：
87.比较模块，用于将所述异常点的像素值与多个参考点的像素值分别进行相似度比较，获得多个相似参数，所述多个相似参数和所述多个参考点一一对应，所述多个参考点中的每一参考点对应一个温度区间的硅棒亮点；
88.确定模块，用于将参数值最大的所述相似参数对应的参考点确定为目标点；
89.信息获取模块，用于根据所述目标点的亮点信息，确定所述异常点的亮点信息，其中，所述亮点信息包括对应的硅棒亮点的温度信息、以及对应的硅棒亮点的处理流程信息。
90.可选的，所述装置200还包括：
91.新增模块，用于在所述多个相似参数均小于或等于相似阈值的情况下，将所述异常点作为新的参考点进行存储。
92.可选的，所示图像获取模块201，包括：
93.红外采集单元，用于获取红外图像；
94.红外分析单元，用于对所述红外图像进行图像分析，获得分析结果；
95.图像获取单元，用于在所述分析结果指示所述第一位置的温度与所述硅棒的平均温度之差大于或等于温度差值的情况下，获取所述第一监控图像。
96.可选的，所述第一监控图像的采集时刻与初始时刻之间的时间间隔小于或等于40小时，所述初始时刻为所述反应炉的启动时刻。
97.本技术实施例提供的多晶硅异常监测装置200能够实现上述方法实施例中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
98.请参见图3，图3是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，电子设备包括：可以包括处理器301、存储器302及存储在存储器302上并可在处理器301上运行的程序3021。
99.程序3021被处理器301执行时可实现图1对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果，此处不再赘述。
100.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以
通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一可读取介质中。
101.本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述图1对应的方法实施例中的任意步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
102.本技术实施例的计算机可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
103.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
104.存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
105.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
106.以上所述是本技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。