[发明专利]一种基于机器视觉的太阳能电池激光刻线参数检测方法及系统

摘要

本发明涉及了一种基于机器视觉的太阳能电池激光刻线参数检测方法及系统，该方法基于机器视觉技术对太阳能电池板激光刻线图像进行视觉分析，提取激光刻线的边缘，实现对刻线宽度和相邻刻线间隔的高精度测量。实验表明，该方法稳定可靠，测量精度和重复精度指标都能满足工业应用要求。本发明还公开了用于实现所述方法的系统。

主权项

一种基于机器视觉的太阳能电池激光刻线参数检测系统，包括：图像采集子系统、太阳能电池板图像预处理模块、边缘检测模块、激光刻线边缘直线检测模块、刻线宽度和刻线间隔测量模块五部分组成；所述激光刻线边缘直线检测模块利用局部直线拟合与边缘像素点合并的方法来实现边缘直线的检测；所述激光刻线边缘直线检测模块基于激光刻线的先验知识，利用动态规划的方法，实现固定数目平行等间隔直线的搜索决策；所述搜索决策的方法包括：1)计算边缘像素点的梯度直方图，搜索其梯度主方向，通过梯度主方向，将边缘图像旋转到主方向与X轴垂直；2)根据图像的旋转角度，调整边缘拟合直线的参数；3)用旋转后的边缘图像对X轴投影，计算投影直方图，通过计算投影直方图的自相关系数并搜索其最大值对应的像素间隔，得到垂直平行线的间隔T；4)计算边缘拟合直线对应的像素点与Y轴的平均距离，并按距离由小到大对边缘拟合直线进行排序；5)计算边缘拟合直线与给定的两条与X轴平行并相隔一定距离的两条直线的交点，并计算这两个交点到Y轴的距离，记为D1(i)和D2(i)，其中i表示第i条边缘拟合直线；6)假定已检测到的边缘拟合直线为M个，当前待检测的平行直线为N条，如果边缘检测结果正常的情况下，有M>＝N；设定动态规划的状态为M个，待匹配特征就是N条待检测平行直线；7)匹配搜索的规则是，在一条搜索路径中，状态只能向前，不能存在向后或者平行的路径；搜索路径可以跨状态跳转；8)动态规划的起始状态可以是任何一个状态，但如果搜索路径在第N个匹配特征之前就已经到达最后一个状态，则该搜索路径非法，并将之从搜索路径中删除；9)当搜索到达第N个匹配特征时，根据搜索规则，搜索路径必然在不小于N的M‑N+1个状态中结束；从第N到第M个状态中搜索匹配距离最小的一条搜索路径，通过回溯得到N个状态序列，这N个状态序列对应就是最优的N条边缘拟合直线；10)匹配距离定义为搜索路径中相邻直线的平均间隔误差与平均长度误差之和，其中间隔误差定义为(||D1(i)‑D1(j)|‑T|+||D2(i)‑D2(j)|‑T|)/2，长度误差则是两条边缘拟合直线所属的边缘像素点个数之差的绝对值；其中T为垂直平行线的间隔；11)假定激光刻线为N条，则刻线的边缘拟合直线为2N条，根据搜索得到的N条边缘拟合直线，再利用平行和等长特性，可以很容易的找到另外N条边缘拟合直线。