一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测方法技术

本发明专利技术所述的太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测适用于工业生产太阳能电池片现场，对EL测试断栅缺陷进行检测，检测的算法充分适用于现场情况。先对采集的图像进行简单的预处理，进行全局阈值分割，消除噪点，选择处理图像区域；再进行引导滤波，筛选出非探针区域，与阈值分割后的图像相交得到连通域；然后检测太阳能电池片上所有的栅线，利用直线的特点，获得栅线；最后，将断栅缺陷区域同栅线区域相交，得到断栅位置，从而筛选获得准确地断栅缺陷。本发明专利技术实现了非接触检测，提高检测质量，降低检测过程中的碎片率，可有效的实现检测的在线自动化。

A method of detecting grid defect in EL test of solar cell chip

The detection of the broken grid defects of the solar panel EL test is applicable to the field of industrial production of solar panels, and the detection of the broken grid defects of the EL test is carried out, and the detection algorithm is fully applicable to the field conditions. First, pretreatment of the image is simple, global threshold segmentation, eliminate noise, select the image processing area; and then guide the filter, filter out non probe area, and after the image threshold segmentation is obtained by intersecting connected domain; then the detection of solar cells on some grid lines, using line features, access gate finally, the gate line; fault defect area with gate line intersection area, get off grid position, thereby accurately screened off grid defects. The invention realizes the non-contact detection, improves the detection quality, reduces the fragmentation rate in the detection process, and can effectively realize the on-line automation of the detection.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测方法
本专利技术涉及光伏电池检测
，主要涉及一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测方法。
技术介绍
随着清洁能源在社会中的大力推广与应用，光伏产业也得到了快速的发展，太阳能电池片的产量进一步的扩大。多晶硅电池片作为太阳能发电的重要载体，从经济和适用性方面，往往希望它能够具有较长的使用寿命和高转换率。但是在加工制备过程中，高质量的技术要求、繁琐的生产工艺和本身材质等要求使得太阳能电池片极易产生各种各样的缺陷。这些缺陷的存在会降低电池片的光电转换效率和减少使用寿命。因此，太阳能电池片的缺陷检测是生产工艺中必不可少的环节之一。在EL测试中，断栅缺陷作为太阳能电池片缺陷的一种，出现的几率较大，检测显得尤为重要，对提升产品质量非常重要，对于提高企业的经济效益具有重大的价值和意义。现有的工业现场主要还是依赖人工视觉检测，自动化程度低，检测效率低下。由于断栅缺陷较为不明显，工人长时间会造成视觉疲劳，导致工作效率的下降和误检率、漏检率的增加。传统的检测方式已经赶不上工业生产的进程，太阳能电池片材质的特性更是要求能够有一种非接触式的方法自动的检测出来缺陷。因此，如何通过一种算法将太阳能电池片EL测试中的断栅缺陷检测出来，克服现有技术的缺陷，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测方法。解决现有技术中的种种不足，具体方案如下：一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测的方法，该方法包括四个步骤单元：第一步，图像预处理1-1、采集图像：由近红外相机对EL检测太阳能电池片进行采集灰度图像，计算机读取；1-2、阈值分割：在步骤1-1的基础上，对灰度图像进行全局阈值，分割图像；1-3、开运算：在步骤1-2的基础上，将分割后的图像进行开运算，先腐蚀后膨胀，消除噪点；1-4、选定图像处理区域：在步骤1-3的基础上，将要处理的图像区域进行选定，排除图像中不含有太阳能电池片的区域，输出处理图像轮廓;第二步，获取图像检测区域2-1、引导滤波：在步骤1-4的基础上，将选定的图像处理轮廓区域进行引导滤波；2-2、阈值分割：在步骤2-1的基础上，进行阈值处理，分割图像；2-3、闭运算、开运算：在步骤2-2的基础上，进行闭运算处理，先膨胀再腐蚀，然后进行开运算，先腐蚀再膨胀；2-4、筛选连通域：在步骤2-3的基础上，根据连通域的长宽进行筛选，选出采集图像时探针所在的区域；2-5、闭运算：在步骤2-4的基础上，对探针所在区域进行闭运算，先膨胀再腐蚀；2-6、图像取反：在步骤2-5的基础上，获得探针区域后对图像进行取反，进而获得非探针区域，即栅线所在区域；2-7、阈值分割：在步骤2-1的基础上，进行阈值分割；2-8、获取图像检测区域：在步骤2-6和2-7的基础上，将步骤2-7得到的分割图像同步骤2-6得到的非探针区域进行取交集，获得图像检测区域；第三步，检测栅线位置区域3-1、检测XLD轮廓：在步骤1-4的基础上，在图像检测区域，利用轮廓检测选定轮廓图像里的XLD轮廓；3-2、筛选直线：在步骤3-1的基础上，筛选出直线，栅线位置的线段；3-3、连接线段：在步骤3-2的基础上，将筛选出来的线段连接在一起，即将电池片中的栅线都检测出来；3-4、填补栅线：在步骤3-3的基础上，对检测的栅线线段进行填补，使其更加的完整；第四步，断栅缺陷位置检测4-1、筛选连通域：在步骤2-8的基础上，对获取图像检测区域筛选，获取特定高度以上的连通域；4-2、闭运算：在步骤4-1的基础上，将得到的连通域进行闭运算，先腐蚀后膨胀，防止晶格的干扰；4-3、获取重合区域：在步骤4-2和步骤3-4的基础上，将步骤3-4中填补后的栅线线段和步骤4-2中得到的连通域进行相交，获取重合区域，进一步的检测断栅所在的位置；4-4、筛选：在步骤4-3的基础上，得到的断栅缺陷进行筛选，根据其本身特性，利用高度参数作为筛选条件，从而准确地获得断栅缺陷位置。具体的，适用的太阳能电池片大小为156mm*156mm。具体的，相机采集的图像大小为1024*1024。具体的，在所述步骤1-2中，阈值分割后进行开运算的是宽和高为[2，40]以下的连通域。具体的，进行阈值分割时，根据图像的特点和经验，在步骤2-2和步骤2-7中，分别进行分割的区域是[25,25]和[40,40]以下。具体的，在所述步骤3-2中，从XLD轮廓中筛选的是line线性的直线段，排除圆弧和曲线。具体的，在所述步骤2-5和4-2中，图像腐蚀用到的特定结构分别是[3,60]和[10,2]结构元素。具体的，在所述步骤4-4中，筛选所用的是高度，将高度大于120的栅线筛选出来作为断栅缺陷。具体的，该算法依托的是HDevelope软件，版本13版。本专利技术通过主体背景区域和缺陷区域分别检测取交集，实现太阳能电池片EL检测断栅缺陷的机器视觉检测。本专利技术所述的太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测适用于工业生产太阳能电池片现场，对EL测试断栅缺陷进行检测，检测的算法充分适用于现场情况。先对采集的图像进行简单的预处理，进行全局阈值分割，消除噪点，选择处理图像区域；再进行引导滤波，筛选出非探针区域，与阈值分割后的图像相交得到连通域；然后检测太阳能电池片上所有的栅线，利用直线的特点，获得栅线；最后，将断栅缺陷区域同栅线区域相交，得到断栅位置，从而筛选获得准确地断栅缺陷。本专利技术实现了非接触检测，提高检测质量，降低检测过程中的碎片率，可有效的实现检测的在线自动化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术检测方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1所示，图1为本专利技术检测方法的流程图，一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测的方法，该方法包括四个步骤单元：第一步，图像预处理1-1、采集图像：由近红外相机对EL检测太阳能电池片进行采集灰度图像，计算机读取；1-2、阈值分割：在步骤1-1的基础上，对灰度图像进行全局阈值，分割图像；1-3、开运算：在步骤1-2的基础上，将分割后的图像进行开运算，先腐蚀后膨胀，消除噪点；1-4、选定图像处理区域：在步骤1-3的基础上，将要处理的图像区域进行选定，排除图像中不含有太阳能电池片的区域，输出处理图像轮廓;第二步，获取图像检测区域2-1、引导滤波：在步骤1-4的基础上，将选定的图像处理轮廓区域进行引导滤波；2-2、阈值分割：在步骤2-1的基础上，进行阈值处理，分割图像；2-3、闭运算、开运算：在步骤2-2的基础上，进行闭运算处理，先膨胀再腐蚀，然后进行开运算，先腐蚀再膨胀；2-4、筛选连通域：在步骤2-3的基础上，根据连通域的长宽进行筛选，选出采集图像时探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测的方法，其特征在于，该方法包括四个步骤单元：第一步，图像预处理1‑1、采集图像：由近红外相机对EL检测太阳能电池片进行采集灰度图像，计算机读取；1‑2、阈值分割：在步骤1‑1的基础上，对灰度图像进行全局阈值，分割图像；1‑3、开运算：在步骤1‑2的基础上，将分割后的图像进行开运算，先腐蚀后膨胀，消除噪点；1‑4、选定图像处理区域：在步骤1‑3的基础上，将要处理的图像区域进行选定，排除图像中不含有太阳能电池片的区域，输出处理图像轮廓;第二步，获取图像检测区域2‑1、引导滤波：在步骤1‑4的基础上，将选定的图像处理轮廓区域进行引导滤波；2‑2、阈值分割：在步骤2‑1的基础上，进行阈值处理，分割图像；2‑3、闭运算、开运算：在步骤2‑2的基础上，进行闭运算处理，先膨胀再腐蚀，然后进行开运算，先腐蚀再膨胀；2‑4、筛选连通域：在步骤2‑3的基础上，根据连通域的长宽进行筛选，选出采集图像时探针所在的区域；2‑5、闭运算：在步骤2‑4的基础上，对探针所在区域进行闭运算，先膨胀再腐蚀；2‑6、图像取反：在步骤2‑5的基础上，获得探针区域后对图像进行取反，进而获得非探针区域，即栅线所在区域；2‑7、阈值分割：在步骤2‑1的基础上，进行阈值分割；2‑8、获取图像检测区域：在步骤2‑6和2‑7的基础上，将步骤2‑7得到的分割图像同步骤2‑6得到的非探针区域进行取交集，获得图像检测区域；第三步，检测栅线位置区域3‑1、检测XLD轮廓：在步骤1‑4的基础上，在图像检测区域，利用轮廓检测选定轮廓图像里的XLD轮廓；3‑2、筛选直线：在步骤3‑1的基础上，筛选出直线，栅线位置的线段；3‑3、连接线段：在步骤3‑2的基础上，将筛选出来的线段连接在一起，即将电池片中的栅线都检测出来；3‑4、填补栅线：在步骤3‑3的基础上，对检测的栅线线段进行填补，使其更加的完整；第四步，断栅缺陷位置检测4‑1、筛选连通域：在步骤2‑8的基础上，对获取图像检测区域筛选，获取特定高度以上的连通域；4‑2、闭运算：在步骤4‑1的基础上，将得到的连通域进行闭运算，先腐蚀后膨胀，防止晶格的干扰；4‑3、获取重合区域：在步骤4‑2和步骤3‑4的基础上，将步骤3‑4中填补后的栅线线段和步骤4‑2中得到的连通域进行相交，获取重合区域，进一步的检测断栅所在的位置；4‑4、筛选：在步骤4‑3的基础上，得到的断栅缺陷进行筛选，根据其本身特性，利用高度参数作为筛选条件，从而准确地获得断栅缺陷位置。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池片EL测试断栅缺陷检测的方法，其特征在于，该方法包括四个步骤单元：第一步，图像预处理1-1、采集图像：由近红外相机对EL检测太阳能电池片进行采集灰度图像，计算机读取；1-2、阈值分割：在步骤1-1的基础上，对灰度图像进行全局阈值，分割图像；1-3、开运算：在步骤1-2的基础上，将分割后的图像进行开运算，先腐蚀后膨胀，消除噪点；1-4、选定图像处理区域：在步骤1-3的基础上，将要处理的图像区域进行选定，排除图像中不含有太阳能电池片的区域，输出处理图像轮廓;第二步，获取图像检测区域2-1、引导滤波：在步骤1-4的基础上，将选定的图像处理轮廓区域进行引导滤波；2-2、阈值分割：在步骤2-1的基础上，进行阈值处理，分割图像；2-3、闭运算、开运算：在步骤2-2的基础上，进行闭运算处理，先膨胀再腐蚀，然后进行开运算，先腐蚀再膨胀；2-4、筛选连通域：在步骤2-3的基础上，根据连通域的长宽进行筛选，选出采集图像时探针所在的区域；2-5、闭运算：在步骤2-4的基础上，对探针所在区域进行闭运算，先膨胀再腐蚀；2-6、图像取反：在步骤2-5的基础上，获得探针区域后对图像进行取反，进而获得非探针区域，即栅线所在区域；2-7、阈值分割：在步骤2-1的基础上，进行阈值分割；2-8、获取图像检测区域：在步骤2-6和2-7的基础上，将步骤2-7得到的分割图像同步骤2-6得到的非探针区域进行取交集，获得图像检测区域；第三步，检测栅线位置区域3-1、检测XLD轮廓：在步骤1-4的基础上，在图像检测区域，利用轮廓检测选定轮廓图像里的XLD轮廓；3-2、筛选直线：在步骤3-1的基础上，筛选出直线，栅线位置的线段；3-3、连接线段：在步骤3-2的基础上，将筛选出来的线段连接在一起，即将电池片中的栅线都检测出来；3-4、填补栅线：在步骤3-3的基础上，对检测的栅线线段进行填补，使其更加的完整；第四步，断栅缺陷位置检测4-1、筛选连通域：在步骤2-8的基础上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，闫皓炜，韩江锐，文熙，李爱梅，陈海永，胡洁，樊雷雷，于矗卓，王玉，崔海根，
申请(专利权)人：河北工业大学，天津英利新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12