[發(fā)明專利]圖像識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210439246.X
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103810458A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王婳懿;喬鳳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像識別領(lǐng)域，尤其涉及一種視覺圖像處理方法，用于實現(xiàn)太陽能電池陣的自動焊接。

背景技術(shù)

國內(nèi)空間用太陽能電池陣的零部件焊接基本都采用人工焊接，采用人工定位方式利用電阻點焊在太陽翼帆板背面銀箔上焊接銀導線，由人眼瞄準焊點后再控制操作盒移動焊接機構(gòu)，每個焊點都需要重復粗調(diào)、瞄準、微調(diào)、試下壓再微調(diào)這一過程才能準確移動到焊點的正上方。

這種方法耗時效率低，完成一塊銀箔上焊點的焊接大約需要2分鐘的時間，極大的影響了生產(chǎn)進度。同時由于太陽能電池陣表面導線、元器件數(shù)量多，人工長時間焊接容易疲勞，所以焊接質(zhì)量得不到很好保障。

因此，業(yè)界需要一種用于太陽能電池陣自動焊接系統(tǒng)的圖像識別模塊，以期可定位快速準確，能高效完成太陽能電池陣表面電子元器件的可靠焊接。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決太陽能電池陣人工定位焊接效率低下、可靠性低的問題，采取自動定位方式對焊點進行定位。由于焊點的隨機分布性，不可能事先給出準確的位置（坐標）信息，須采用機器視覺對焊點的坐標位置進行識別。本發(fā)明提供了圖像識別技術(shù)，操作人員不需對焊點反復調(diào)試、瞄準，提高了操作的效率和可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像識別方法，其在經(jīng)采集的采集圖像中識別出將銀導線焊接在銀箔表面上的焊點，所述采集圖像包括至少一個對應于所述銀箔的第一區(qū)域和至少一個對應于所述銀導線的第二區(qū)域。所述圖像識別方法包括如下步驟：（a）獲取所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中各像素的灰度值；（b）基于所述第一區(qū)域中各像素的灰度值，獲取所述第一區(qū)域的特征點；及（c）基于所述特征點，根據(jù)所述第二區(qū)域中各像素的灰度值在所述第二區(qū)域中找尋所述焊點。

優(yōu)選地，所述步驟（a）還包括：（A）對所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的各像素的灰度值進行灰度變換，以增大所述第一區(qū)域中各像素的灰度值與所述第二區(qū)域中各像素的灰度值之間的差異，并且，步驟（A）包括減小所述第一區(qū)域中各像素的灰度值，并且增大所述第二區(qū)域中各像素的灰度值。

優(yōu)選地，所述步驟（b）包括：（b1）根據(jù)第一預定灰度值，確定所述第一區(qū)域的像素面積，從而確定出所述第一區(qū)域的面積區(qū)域；且（b2）獲得所述第一區(qū)域的面積區(qū)域的質(zhì)心，作為所述特征點。

優(yōu)選地，所述步驟（b1）包括：（b11）對所述采集圖像進行區(qū)域分割；（b12）從各分割區(qū)域的起始像素進行區(qū)域生長，其中所述區(qū)域生長準則為，當像素的灰度值超過預定生長閾值時，則進行區(qū)域生長，當像素的灰度值低于預定生長閾值時，則即停止生長；且（b13）篩選所述生長得到的區(qū)域，并對篩選結(jié)果進行面積統(tǒng)計，以確定所述第一區(qū)域的面積區(qū)域。

優(yōu)選地，所述步驟（c）中，所述基于所述特征點包括以所述特征點的橫坐標點或縱坐標點為基準。

優(yōu)選地，所述步驟（c）中，在以所述橫坐標點為基準的情況下，沿縱坐標軸在縱坐標遍歷范圍內(nèi)進行縱坐標遍歷，比較某一縱坐標周圍預定縱坐標范圍（M1）內(nèi)的縱坐標所在像素與所述某一縱坐標所在像素的灰度值；若灰度值的差超過設(shè)定閾值，則代表所述某一縱坐標所在像素有灰度突變，并且該縱坐標與所述作為基準的橫坐標點所確定所在像素為突變點；對所述突變點進行計算，其中，當所述突變點的計數(shù)到達某一預定值時，則將該突變點所對應的縱坐標點與所述橫坐標點確定為所述焊點的坐標點。

優(yōu)選地，所述步驟（c）中，在以所述縱坐標點為基準的情況下，沿橫坐標軸在縱坐標遍歷范圍內(nèi)進行橫坐標遍歷，比較某一橫坐標周圍預定縱坐標范圍（M2）內(nèi)的橫坐標所在像素與所述某一橫坐標所在像素的灰度值；若灰度值的差超過設(shè)定閾值，則代表所述某一橫坐標所在像素有灰度突變，并且該橫坐標與所述作為基準的縱坐標點所確定所在像素為突變點；對所述突變點進行計算，其中，當所述突變點的計數(shù)到達某一預定值時，則將該突變點所對應的橫坐標點與所述作為基準的縱坐標點確定為所述焊點的坐標點。

本發(fā)明的再一方面為一種太陽能電池陣的焊接系統(tǒng)，包括：圖像采集模塊，其用于采集需要焊接的銀導線和銀箔的圖像；圖像識別模塊，其接收所述圖像采集模塊所采集的采集圖像，并識別出銀導線焊接在銀箔表面上的焊點，并且所述圖像識別模塊如前述圖像識別裝置；焊接機構(gòu)，其在所述焊點處對所述銀導線和所述銀箔進行焊接；及運動控制模塊，其根據(jù)所述圖像識別模塊所識別出的焊點，控制所述焊接機構(gòu)運動到所述焊點所在位置，完成所述焊點的焊接。