[發明專利]一種太陽能電池板的缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 201811380796.2
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109615612A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 劉嶼;張志國;劉偉東
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T5/30
• 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

本發明公開了一種太陽能電池板的缺陷檢測方法，通過由試驗架、灰色面陣相機、遠心鏡頭、環形光源和載物臺搭建構成的測量系統實現，步驟如下：拍攝太陽能電池板的圖片，分別進行水平和豎直方向的膨脹處理，采用canny算子進行邊緣檢測，采用Hough變換對圖像旋轉，修復旋轉后圖像的空洞值；通過濾波去噪，采用gamma校正進行亮度均衡化處理，接著均勻分割圖像；采用魯棒主成分算法，將分割后的圖像轉化成矩陣D，并分解成低秩矩陣A和稀疏矩陣E，根據APG梯度逼近算法，對矩陣D進行恢復處理；對低秩矩陣A和稀疏矩陣E進行逆向返回單個晶片圖像操作，經過低秩矩陣分解技術處理得到缺陷的太陽能電池板圖像，進而檢測出缺陷位置。

技術領域

本發明涉及視覺檢測技術領域，具體涉及一種太陽能電池板的缺陷檢測方法。

背景技術

在太陽能和電能的轉換系統中，太陽能發電的主要載體是太陽能電池片，它的質量是影響太陽能發電效率的主要原因之一。由于電池片長期暴露在空氣中，受日照、雨水、溫度、空氣質量等環境因素的影響，電池片表面會有一定程度的破損，表面產生缺陷，使得太陽能的發電效率降低，故需要定期的對太陽能發電站的太陽能電池板進行檢測，査看電池片的質量以及表面缺陷情況，并對在實際工作中不合格的或者受到損害的太陽能電池片，及時采取措施進行更換。目前，太陽能電池片表面缺陷多采用人工檢測，傳統的人目測試需要耗費大量的人力和物力，同時檢測的結果又容易受檢測人的主觀因素影響，且檢測效率較低。本發明提出一種基于機器視覺的太陽能電池板的缺陷檢測方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種太陽能電池板的缺陷檢測方法。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種太陽能電池板的缺陷檢測方法，所述的缺陷檢測方法包括下列步驟：

S1、拍攝一幅太陽能電池板的圖像，對原始圖像進行水平膨脹處理和垂直膨脹處理，采用canny算子進行邊緣檢測，根據Hough變換旋轉圖像，接著采用最鄰近插值算法修復旋轉后圖像的空洞值；

S2、通過閾值分割去除背景，再使用中值濾波器對角度校正之后的太陽能電池板圖像濾波，接著，采用gamma校正來對圖像進行亮度均衡化處理，然后對圖像進行均勻分割，得到單個目標太陽能電池片檢測圖像；

S3、采用魯棒主成分算法，將分割后的圖像轉化成矩陣D，并分解成低秩矩陣A和稀疏矩陣E，根據APG梯度逼近算法，對矩陣D進行恢復處理；

S4、對低秩矩陣A和稀疏矩陣E進行逆向返回單個晶片圖像操作，得到經過低秩矩陣分解技術處理的無缺陷太陽能電池晶片和有缺陷的太陽能電池晶片，從而檢測出太陽能電池板的缺陷位置。

進一步地，所述的步驟S1中采用最鄰近插值算法修復旋轉后圖像的空洞值的過程如下：

分別計算與點P(x₀，y₀)臨近的四個點的歐氏距離，將與點P(x₀，y₀)最近的整數坐標點(x，y)的像素灰度值取為P(x₀，y₀)點像素灰度值。

進一步地，所述的步驟S1中拍攝的太陽能電池板的圖像是灰度圖像，與背景顏色差異明顯，邊緣清晰。

進一步地，所述的步驟S1中Hough變換過程如下：

先將(ρ，θ)空間量化，其中ρ表示極坐標系中離原點的距離，θ表示極坐標系中的角度，得到二維矩陣M(ρ，θ)，M(ρ，θ)是一個累加器，初始值為0，M(ρ，θ)＝0；

對邊界上的每一個點(X_i，Y_i)，將θ的所有量化值帶入ρ＝xcosθ+ysinθ,其中x和y表示二維直角坐標系的橫坐標和縱坐標，計算相應的ρ，并且將累加器加1,M(ρ，θ)＝M(ρ，θ)+1；