[發明專利]基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201410053411.7
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103831253B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 王從慶;李飛;叢楚瀅;陳磊;周鑫
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B07C5/00
• 分類號: B07C5/00;B07C5/04;B07C5/34;B07C5/342;B07C5/344;B07C5/36
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：包括機器視覺模塊、工控模塊、自動分揀模塊和傳輸帶裝置，所述機器視覺模塊由第一攝像裝置、第二攝像裝置和DSP板卡組成，第一攝像裝置和第二攝像裝置均連接DSP板卡；所述自動分揀模塊為PLC和并聯機器人組成；所述機器視覺模塊中的DSP板卡、自動分揀模塊中的PLC均與工控模塊連接；所述第一攝像裝置、并聯機器人設置在傳輸帶裝置的上方，第二攝像裝置設置在傳輸帶裝置的下方。

2.根據權利要求1所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：所述攝像裝置由CCD攝像機和照明設備組成。

3.根據權利要求1所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：所述工控模塊由裝有分級軟件的工控機和顯示設備組成。

4.根據權利要求1所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：所述并聯機器人由靜平臺、動平臺和三個互為120度的機械臂并聯組成；所述三個機械臂分別由主動臂和從動臂連接，主動臂安裝在靜平臺上，分別由3臺旋轉電機控制，從動臂上連接動平臺；所述動平臺上安裝末端執行器，在末端執行器上安裝有真空吸盤。

5.根據權利要求1所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：所述DSP板卡通過工控機上的PCI接口與工控機連接，并置于工控機機箱內。

6.根據權利要求5所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，其特征在于：所述工控機通過以太網與PLC連接。

7.一種基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測方法，其特征在于，主要利用權利要求1至6任一項所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測裝置，具體包括以下步驟：

1)、通過攝像機采集太陽能硅片PAL制式的模擬圖像信號傳輸上給DSP板卡，DSP板卡通過解碼器將模擬信號轉換為YUV格式圖像數據，存儲在DSP板卡的圖像采集數據存儲區；

2)、對DSP板卡圖像采集數據存儲區中的太陽能硅片YUV格式圖像數據進行預處理；

3)、利用步驟2)經預處理的太陽能硅片圖像，針對太陽能單晶硅片缺陷的不規則性,通過八方向Sobel算子進行邊緣檢測，得到的太陽能硅片大小；

4)、對步驟2)經預處理的太陽能硅片圖像采用HSI彩色模型表示表面的顏色，并利用色度值H對硅片表面顏色組成進行分析，計算出太陽能硅片表面色度所占比例來確定太陽能硅片表面品質等級；

5)、根據表面壞損區域與非壞損區域的顏色特征差異,利用R分量與G分量在壞損區域與非壞損區域交界處的突變,求得可疑壞損點,然后再利用區域增長法,求出步驟2)經預處理的太陽能硅片圖像整個受損區域的面積；

6)、DSP板卡將步驟3)、4)、5)所得到的太陽能硅片大小、表面品質、缺陷特征參數通過PCI接口傳輸到工控機中通過分級軟件分級；

7)、分級軟件同時根據當前太陽能硅片在傳輸帶上的位置信息，判定當前的太陽能硅片應該分棟觸發時，將觸發信號發送經PLC來控制并聯機器人執行分揀，將當前太陽能硅片抓取到相應等級的通道盒中。

8.根據權利要求7所述的基于DSP機器視覺的太陽能硅片表面檢測方法，其特征在于所述步驟2)的預處理過程為：

21)、利用中值濾波的方法對圖像進行平滑濾波，通過自適應直方圖均衡化處理后的太陽能硅片圖像；

22)、采用基于閾值的分割法對太陽能硅片圖像進行背景分割處理；

23)、采用輪廓跟蹤的方法進行太陽能硅片邊界提取，從而得到太陽能硅片邊界形狀。