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硅太阳能电池视觉检测方法研究

2013-9-23 15:57| 发布者: echo| 查看: 5764| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要:硅太阳能电池生产过程中的检测是一个重要的环节,针对硅太阳能电池片的特点,提出了一种基于视觉检测的硅太阳能电池检测方法。通过拟合直线和圆进行外形尺寸的测量,并在此基础上通过计算边缘点到拟合直线或圆弧的 ...
       2.1.2  156mm×156mm外形尺寸测量 
       由于其外形是由4条直线边和4个倒角组成,且4个倒角非常小,因此可以先拟合直线边缘,然后求得4条直线边缘的交点,计算交点到倒角边缘的距离来评估倒角的大小。分开4条直线边缘和4个倒角,可以采用2.1.1节中的投影法。如果倒角比较小(只有2~3个像素)投影法可能会将其归入到直线边缘,那么在进行直线拟合后,在求得直线方程的基础上,计算拟合该直线的边缘点到该拟合直线的距离,如距离大于设定的阈值(文中为1pixel)则认为该点不在直线边缘上,然后对这些点进行进一步的分析就可确定其是否是倒角处的边缘点。拟合的直线边缘及倒角如图4(b)所示。

       2.2 外形破损检测
       外形破损检测主要是检测电池片边缘上的缺口、锯齿状等及缺角等。缺口及锯齿状缺陷可以通过计算边缘点到拟合直线或圆的距离来判断,若边缘点到拟合直线或圆的距离大于设定的阈值,则认为该点存在外形破损缺陷。缺角的检测可以通过计算两相邻拟合直线边缘的交点到缺角边缘的距离来判断。图5为进行直线边缘上缺口及缺角检测示意图。图中的实线为电池片的进行边缘检测后的边缘,虚线为拟合的直线边缘及缺陷检测的标注。 

       2.3 丝印缺陷检测
       由图1电池硅片的外形可知,丝印部分主要是电极和栅线,丝印缺陷检测主要是针对这两部分进行。
       2.3.1 电极的缺陷检测 
       电极的缺陷主要表现为:孔洞、凸起和凹坑。针对电极的特点,采用直线拟合边缘的方法来计算电极边缘上的凸起和凹坑缺陷,具体方法和2.2节中外形缺陷的检测方法类似。孔洞在图像上表现为电极中间黑色斑点,且灰度值低,因此在图像上可以从电极的一条边向另一条边扫描,若某点的灰度值小于设定的阈值,则该点可能存在缺陷,若该点周围像素点灰度值小于设定阈值的数量大于设定的缺陷点的最低数量,则认为是孔洞缺陷。图6中是对电极的宽度进行测量及对孔洞、凸起缺陷进行检测。

       2.3.2 栅线的缺陷检测 
       由电池硅片的图像可知,栅线的缺陷主要表现为:断栅、凸起和线宽变窄(栅线缺口)。由于栅线的存在,使丝印栅线后的电池片图像纹理结构较为复杂,这给缺陷检测带来了困难。为了提高检测的精度和效率,提出了一种多模板匹配的方法来实现缺陷检测。从电池硅片的图像可知,对于125mm×125mm的电池片来说,由于存在圆弧,显然采用一个模板难以满足检测要求,因此以该尺寸类型的电池片的栅线缺陷检测为例来说明多模板的缺陷检测方法。根据电池片图像的特点,选用的模板如图7所示。 
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