[发明专利]一种多晶硅太阳能电池片外观划痕缺陷检测的方法

说明书

本发明提供了一种多晶硅太阳能电池片外观划痕缺陷检测的方法，该方法主要分为两步：第一步对电池片进行预处理，获取要检测的感兴趣区域；第二步识别并标记划痕区域。预处理部分包含了：对采集到的图像进行旋转校正操作，使图像边缘平行于坐标系，然后将三通道彩色图像转换为R、G、B三个单通道图像，选取R通道图像进行阈值分割，消除传送带对图像的影响，获取待检测感兴趣区域；第二部分包括了：对获取的R通道图像进行傅里叶变换，在频域中消除周期性高频信号的干扰，然后再进行傅里叶逆变换到空域中；然后对图像进行对比度增强处理和均值滤波操作，再对图像进行自适应阈值分割，根据长度、灰度值等特征筛选出划痕缺陷，并在原图上标示出来。

技术领域

本发明涉及光伏电池检测技术领域，主要涉及一种多晶硅太阳能电池片外观划痕缺陷检测的方法。

背景技术

光伏发电应用日益广泛，根据研究表明从2030年开始，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中每隔十年将上升10%以上，到21世纪末可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电占到60%以上，太阳能发电显示出重要的战略意义。多晶硅太阳能电池片制作工艺复杂，在生产过程中极易出现各种各样的缺陷，这些有缺陷的电池片组装起来后不仅影响整体的美观，对光电转换的效率和电池片寿命也产生了很大的影响。划痕属于多晶硅太阳能电池片表面外观常见的一种缺陷，产生原因是生产过程中工人的手指不小心接触到电池片表面或电池片彼此间的摩擦。将这些有缺陷的电池片从中挑出，对提升企业产品质量非常重要。

现有的缺陷检测方法主要依靠传统的人工肉眼检测，会受到主观性和视觉疲劳的影响，容易造成漏检、误检、效率低下，随着人工成本，企业的生产成本也会增加。由于多晶硅电池片受到本身晶格的影响，其表面的图像纹理不均匀，缺陷特征提取困难，这给目前的缺陷检测造成很大的困扰，因此利用机器视觉来检测电池片缺陷没有得到大量推广。

因此，急需一种太阳能电池片外观划痕缺陷检测的方法，提高企业生产效率，实现智能化工厂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多晶硅太阳能电池片外观划痕缺陷检测的方法,解决现有技术中的不足，具体方案如下：

一种太阳能电池片外观脏划痕陷检测的方法，该方法包括两个步骤单元：

第一步，对图像进行预处理

1-1标定相机，消除畸变；

1-2旋转校正图像：对采集到的三通道彩色图像进行旋转校正，使图像平行于坐标轴；

1-3图像通道分解：在步骤1-2的基础上，把彩色图像分解成R、G、B三个单通道图像；

1-4固定阈值分割：在步骤1-3的基础上，对图像进行固定阈值分割，得到二值图像；

1-5消除干扰，获取感兴趣区域：在步骤1-4的基础上，依据设定的面积阈值，消除传送带的影响，筛选出待检测的的感兴趣区域；

第二步，检测划痕区域

2-1傅里叶变换：在步骤1-5的基础上，对R通道图像进行傅里叶变换，去除周期性信号的干扰；

2-2卷积操作：在步骤2-1的基础上，对频域中的图像进行卷积操作，增强边缘；

2-3傅里叶反变换：在步骤2-2的基础上，对图像进行傅里叶反变换到空间域；

2-4增强图像对比度：在步骤2-3的基础上，对图像进行增强操作，提高背景与前景的对比度；

2-5自适应阈值分割：在步骤2-4的基础上，对图像进行自适应阈值分割；

2-6筛选并统计缺陷：在步骤2-5的基础上，根据划痕缺陷的大小、灰度值特征进行筛选缺陷并统计缺陷个数；