太阳能电池表面缺陷检测方法

摘要

本发明涉及太阳能电池表面缺陷检测方法，包括结构件和检测电路系统，结构件由陈列架、观察台和安装架构成，检测电路系统包括光照单元、图像采集单元、图像处理单元、显示单元；检测时采用低角度环形白色LED光源，通过对图像进行图像分割、小波变换和二维7×7像素领域中值滤波处理得到缺角缺陷图像；对于裂纹，通过对图像进行二维中值滤波、小波变换、图像二值化、边缘检测和形态学算子处理得到裂纹的缺陷图像，获得缺陷识别结果，图像处理单元最终将处理结果传送到显示单元的上位计算机，其有益效果是：与人工目视检测和红外扫描检测法相比，检测效率与准确率大幅提高，该方法操作简单易行，节省大量劳动力，减轻了劳动强度。

主权项

太阳能电池表面缺陷检测方法，包括结构件和检测电路系统，结构件由陈列架、观察台和安装架构成，观察台上固定安装光源架、相机架、电箱；电箱内安装检测电路系统；检测电路系统包括光照单元、图像采集单元、图像处理单元、显示单元；光照单元由艾菲特光电生产的AFT‑D12光源控制器和白色低角度环形LED冷光源连接构成；图像采集单元包括CCD相机VS078FC和M0814MP型号镜头；图像处理单元包括自制V6000图像处理器和MV‑E1394Dual，图像采集卡，自制V6000图像处理器由计算机主板、内存、CPU、硬盘和机箱构成，自制V6000图像处理器的计算机主板总线插槽内安装MV‑E1394Dual图像采集卡；显示单元由19英寸液晶显示屏组成；作为被检测对象的太阳能电池置于陈列架上；光照单元的白色低角度环形LED冷光源由AFT‑D12光源控制器控制，直接照射在被检测对象的太阳能电池表面，图像采集单元的CCD相机VS078FC采集到太阳能电池板表面图像信息，然后CCD相机VS078FC通过连接MV‑E1394Dual图像采集卡的视频电缆，将图像信息传送到图像处理单元的V6000图像处理器进行处理，V6000图像处理器最终将处理结果传送到显示单元的上位计算机，通过显示器显示结果；其特征在于，采用低角度环形白色LED光源，通过对图像进行图像分割、小波变换和二维7×7像素领域中值滤波处理得到缺角缺陷图像；对于裂纹，通过对图像进行二维中值滤波、小波变换、图像二值化、边缘检测和形态学算子处理得到裂纹的缺陷图像，所述方法包括如下步骤：步骤1、利用检测设备获得太阳能电池板图像，打开光源，采用摄像机将太阳能电池板图像采集到处理单元，太阳能电池板图像读入图像处理单元，并在上位计算机界面进行显示；步骤2、由图像处理单元将图像转化为灰度图像；步骤3、通过对图像进行图像分割、小波变换和二维7×7像素领域中值滤波处理得到缺角缺陷图像；其中包括：a)二维7×7像素邻域中值滤波处理：即二维中值滤波，其特点是在不减小对比度的情况下剔除异常点，抑制干扰脉冲和点状噪声，保持平滑或圆滑的图像边缘；b)图像增强，图像二值化，去除电极处理：利用小波变换对图像进行增强；之后进行二值化处理，使得显示出黑白两种明显的视觉效果；再用Canny算子进行边缘检测，标记图像边缘；最后利用形态学算子按先膨胀再腐蚀的顺序，对图像进行处理，去掉图像边缘，以便后续检测；c)、缺角特征提取：采用8连通标记法把分割得到的不同缺陷正确分开；d)、缺角缺陷识别：选取区域面积A、矩形度R、伸长度L、分散度K四种特征参数进行缺角识别；步骤4、通过对图像进行二维中值滤波、小波变换、图像二值化和边缘检测处理得到裂纹的缺陷图像，其中包括：a)二维3×3像素邻域中值滤波，小波变换：亦即二维中值滤波，其特点是在不减小对比度的情况下剔除异常点，抑制干扰脉冲和点状噪声，保持平滑或圆滑图像边缘；b)图像增强，二值化，形态学处理，移除与边界相通的区域；与缺角相同，利用小波变换对图像进行增强；之后进行二值化处理，使得显示出黑白两种明显的视觉效果；再用Canny算子进行边缘检测，标记处图像边缘；最后利用形态学算子按先膨胀再腐蚀的顺序，对图像进行处理，去掉图像边缘，以便后续检测；c)裂纹特征提取：采用8连通标记法把分割得到的不同缺陷正确分开；d)裂纹缺陷识别：选取区域面积A、矩形度R、伸长度L、分散度K四种特征参数进行裂纹识别；步骤5、获得缺陷识别结果。