[發(fā)明專利]光伏太陽能晶硅電池片的缺陷檢測和顏色分選方法及其系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109084957A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 張憲民;金根炎;冼志軍;白生輝;黃大榕;蔡林林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01N21/95;B07C5/00;B07C5/342
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.光伏太陽能晶硅電池片的缺陷檢測和顏色分選方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、采集硅片圖像，并進行預處理，具體是采集硅片在紅綠藍光源下顏色為灰色的標定板圖像，并對該圖像進行光照補償，之后對光照補償后的圖像進行顏色標定；

S2、對硅片圖像進行缺陷檢測，具體是：對步驟S1預處理后的圖像進行硅片定位，得到感興趣的硅片區(qū)域，再對所述的硅片區(qū)域進行缺陷檢測，以獲知產品表面的缺陷區(qū)域；

S3、對硅片圖像顏色分選，具體是對產品不同顏色深淺進行分類分等級。

2.根據權利要求1所述的光伏太陽能晶硅電池片的缺陷檢測方法，其特征在于，步驟S1，具體包括下述步驟：

S11、通過控制光源控制器設置紅綠藍光源的發(fā)光強度；

S12、使用工業(yè)相機分別采集紅綠藍光源下顏色為灰色的標定板圖像；

S13、通過采集三種顏色光源的黑白圖像對所述標定板圖像進行光照補償；

S14、進行顏色標定：采集不同發(fā)光強度三種光源下的光照補償后的圖像，建立三條不同顏色光源光照強度和圖像平均灰度關系曲線，用以得到固定灰度值時紅綠藍光源分別的發(fā)光強度，同時用以拍攝紅綠藍三個顏色通道的黑白圖像并通過合成得到彩色圖像，達到顏色標定的目的。

3.根據權利要求1所述的光伏太陽能晶硅電池片的缺陷檢測和顏色分選方法，其特征在于，步驟S2中，所述的硅片區(qū)域依次進行缺陷檢測，包括：尺寸檢測、破損檢測、柵線提取、柵線檢測、主柵檢測、污點檢測、以及色斑檢測。

4.根據權利要求3所述的光伏太陽能晶硅電池片的缺陷檢測和顏色分選方法，其特征在于，步驟S2，具體包括下述步驟：

S21、硅片定位：對步驟S1預處理后的圖像進行閾值分割，具體是對紅綠藍三個顏色通道的灰度圖像進行全局閾值，分割圖像，合并三個顏色通道的區(qū)域，開運算后，然后進行連通域分析后得到感興趣的硅片區(qū)域；

S22、尺寸檢測：經過步驟S21硅片定位后，對產品進行尺寸測量的參數設置，包含產品的整體外形尺寸及印刷柵線距離硅片邊緣的距離；

S23、破損檢測：在尺寸檢測完成后進行破損檢測，破損檢測利用紅色底板與硅片灰度范圍特點，分別對紅藍通道圖像采用不同的閾值進行閾值分割方法得到破損區(qū)域，然后對所述破損區(qū)域進行閉運算處理，并設置破損面積閾值進行篩選，得到產品周邊的崩邊、破損及缺口；

S24、柵線提取：在破損檢測完成后進行柵線提取，具體是提取出產品表面上的所有印刷柵線，通過模板匹配得到柵線的位置，若模板匹配分數達到閾值，并通過預先設定好的矩形框測量柵線提取數量與模板數量進行對比判斷柵線的印刷是否相等；若模板匹配分數過小，說明無法匹配存在異常，則直接輸出結果，無需在進行后續(xù)檢測；

S25、柵線檢測：在柵線提取完成后進行柵線檢測，具體是檢測產品表面上所有的細柵線印刷質量問題，包括柵線變粗、變細或者斷線、虛印的缺陷；所述柵線檢測通過預先設定好的矩形測量框對柵線延直線方向對直線的每個點進行寬度測量，并且設定相應的閾值區(qū)別斷斷柵，粗柵，細柵；若柵線檢測出現(xiàn)異常，顯示錯誤并在原圖標注具體的錯誤位置，繼續(xù)以下檢測步驟；

S26、主柵檢測：在柵線檢測完成后進行主柵檢測，具體是檢測印刷的主柵是否存在殘缺或印刷偏移不良的缺陷；所述主柵檢測通過模板匹配得到主柵線的位置，提取主柵與設置的主柵大小模板進行對比得到可能的缺陷區(qū)域，并設置相應的閾值進行篩選；若主柵檢測出現(xiàn)異常，顯示錯誤原因并在原圖標注具體的錯誤位置，繼續(xù)以下檢測步驟；

S27、污點檢測：在主柵檢測完成后進行污點檢測，具體是檢測產品表面上的缺陷，包括臟污、手印、以及水印不良缺陷；所述污點檢測通過屏蔽預先設置好的柵線區(qū)域然后對硅片的三個顏色通道圖像分別進行分塊求取平均灰度值，通過平均灰度值設定相應的閾值對每個柵線區(qū)域進行閾值分割得到缺陷區(qū)域，最后對缺陷區(qū)域篩選得到缺陷位置；若污點檢測出現(xiàn)異常，顯示錯誤原因并在原圖標注具體的錯誤位置，繼續(xù)以下檢測步驟；

S28、色斑檢測：在污點檢測完成后進行色斑檢測，具體是檢測產品表面上的色差，包括色斑及斑點不良缺陷；所述色斑檢測通過屏蔽預先設置好的柵線區(qū)域然后對硅片的三個顏色通道圖像分別沿色斑方向進行分塊求取平均灰度值，通過對比平均灰度值的變化幅度得出變化最明顯的分界，然后設置相應的閾值進行篩選，若色斑檢測出現(xiàn)異常，顯示錯誤原因并在原圖標注具體的錯誤位置；

S29、通過步驟S21～步驟S28，檢測出產品表面的缺陷區(qū)域。