一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统技术方案

本发明专利技术涉及光伏系统监测技术领域，具体涉及一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，该系统包括监测采集模块和监测识别模块，该监测采集模块用于采集待检测的电池板的表面图像，并将其发送给监测识别模块，监测识别模块用于根据该表面图像，对电池板表面的裂纹进行识别以实现电池板的监测。本发明专利技术的光伏电池板的裂纹监测系统可以准确识别出光伏系统中的光伏电池板的表面裂纹，实现了光伏电池板裂纹故障的可靠监测。故障的可靠监测。故障的可靠监测。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统


[0001]本专利技术涉及光伏系统监测
，具体涉及一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统。

技术介绍

[0002] 光伏电池板是光伏系统中的重要设备，隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivated Contact solar cell,TOPCon）结构光伏电池板不同于传统常见的光伏电池板，相较于传统结构的光伏电池板，TOPCon结构光伏电池板的表面通过添加了超薄隧穿氧化硅层和参杂多晶硅层，从而有效地提高了开路电压，显著提升了光伏电池板中电池的转化效率，这种较为优秀的电能转化效率使得这种结构模式下的光伏电池板在近些年来备受青睐。
[0003]在TOPCon结构光伏电池板生产过程中，由于相关技术人员操作不当或者生产加工设备出现损耗，会导致生产得到的光伏电池板表面出现裂纹缺陷。由于这种裂纹缺陷比较细小，有时不易被察觉，在人工目检时就容易发生漏检错检的问题。但是，光伏电池板上这些不易被察觉的裂纹会导致光伏电池板表面设计的固有结构出现异常，从而影响光照条件下内部电子的流动，最终影响光伏电池板的电能转化效率，因此对TOPCon结构光伏电池板表面裂纹进行监测是一个十分重要的环节。
[0004]在现有的光伏电池板表面裂纹监测过程中，通过对单个光伏电池板的表面图像进行传统阈值分割法进行二值化处理，从而识别出裂纹缺陷，以实现光伏电池板表面的裂纹识别。但是由于传统阈值分割法中阈值的选取好坏直接影响到最终裂纹识别的效果，而该阈值的设定又过度依赖相关技术人员的经验，从而导致裂纹监测结果不够准确。

技术实现思路

[0005]为了解决现有光伏电池板表面裂纹监测结果不准确的问题，本专利技术的目的在于提供一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，包括：监测采集模块，所述监测采集模块用于：采集待检测的电池板的表面图像，并将表面图像发送给监测识别模块；监测识别模块，所述监测识别模块用于：接收监测采集模块发送的表面图像，进而获取表面图像对应的初始灰度图，对初始灰度图进行时频变换，得到初始频谱图；确定初始频谱图中的中心点和各个初始角度，确定初始频谱图中过中心点的对应每个初始角度的直线段，并根据对应每个初始角度的直线段上的像素点，确定对应每个初始角度的角度幅值；根据对应每个初始角度的角度幅值和初始频谱图的尺寸，对所有初始角度进行筛选，得到各个第一角度；确定对应每个第一角度的直线段的各条约束直线段，并根据每条约束直线段上的像素点，确定每条约束直线段的角度幅值；根据对应每个第一角度的直线段的各条约束直线段的角度幅值，对各个第一角度进行筛选，得到各个第二角度；对初始频谱图中对
应各个第二角度的直线段上的像素点进行掩膜处理，从而得到掩膜频谱图；对掩膜频谱图进行时频反变换，得到掩膜灰度图，根据掩膜灰度图和初始灰度图，确定电池板的裂纹区域以实现电池板的监测。
[0006]进一步的，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的直线段上各个像素点的灰度值，确定灰度阈值，并将对应每个初始角度的直线段上灰度值大于灰度阈值的像素点确定为目标像素点；根据对应每个初始角度的直线段上的每个目标像素点到中心点的距离，计算每个初始角度所对应的所有距离的累加和，并将所述累加和确定为对应初始角度的角度幅值。
[0007]进一步的，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的直线段上各个像素点的灰度值，将所有灰度值中的中位数确定为灰度阈值。
[0008]进一步的，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的角度幅值，计算角度幅值均值，并计算对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值均值的差值；根据对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值均值的差值以及初始频谱图的尺寸，计算阈值中间值，并根据角度幅值均值和阈值中间值，计算角度幅值阈值；将对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值阈值进行比较，并将角度幅值大于角度幅值阈值所对应的初始角度确定为第一角度。
[0009]进一步的，计算阈值中间值和角度幅值阈值对应的计算公式分别为：
[0010][0011]其中，为角度幅值阈值， 为阈值中间值， 和 分别为初始频谱图的长和宽， 为对应第i个初始角度的角度幅值，m为初始角度的总数目， 为角度幅值均值，K为调节因子。
[0012]进一步的，所述监测识别模块用于：将对应每个第一角度的直线段作为目标直线段，在目标直线段的两侧对称设置至少一对直线段，且设置的每一对直线段均与对应的目标直线段平行，将设置的所有对直线段确定为对应目标直线段的各条约束直线段。
[0013]进一步的，所述监测识别模块用于：对于对应每个第一角度的目标直线段，确定对应每个第一角度的目标直线段的各条约束直线段分别到该目标直线段的距离；计算对应每个第一角度的目标直线段的每一对约束直线段的角度幅值的差值绝对值，并将所有差值绝对值的累加和确定为对应每个第一角度的目标直线段的约束差异值；判断对应每个第一角度的目标直线段的各条约束直线段是否满足约束条件，若满足约束条件，则将对应的第一角度确定为第二角度；所述约束条件为：对于对应每个第一角
度的目标直线段的每一侧的各条约束直线段，约束直线段到对应第一角度的目标直线段的距离越大，则约束直线段的角度幅值越小，且约束直线段的角度幅值均小于目标直线段的角度幅值；并且，对应每个第一角度的目标直线段的约束差异值小于设定约束差异阈值。
[0014]进一步的，所述监测识别模块用于：对应每个第一角度的目标直线段的每一侧的各条约束直线段均等间距设置。
[0015]进一步的，所述监测识别模块用于：将初始频谱图中对应各个第二角度的直线段上的像素点的灰度值置为0，从而得到掩膜频谱图。
[0016]进一步的，所述监测识别模块用于：将初始灰度图和掩膜灰度图做差运算，得到差值灰度图，对差值灰度图进行裂纹区域识别，从而得到电池板的裂纹区域。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术通过利用监测采集模块采集待检测的电池板的表面图像，并将该表面图像发送给监测识别模块，监测识别模块通过对该表面图像进行裂纹识别，准确识别出光伏电池板表面的裂纹区域，以实现光伏电池板裂纹故障的可靠监测。该监测识别模块识别裂纹区域的具体过程为：根据该表面图像获取初始灰度图和初始频谱图，该初始灰度图和初始频谱图均包含有裂纹区域信息。然后在初始频谱图中确定各个初始角度，这些初始角度中不包括电池板栅线所对应的角度，从而有效规避了栅线对后续光伏电池板裂纹识别的影响。通过对初始频谱图中过中心点的对应每个初始角度的直线段上的像素点进行分析，确定对应每个初始角度的角度幅值，由于光伏电池板上的裂纹缺陷对应初始频谱图中的亮纹，亮纹对应的角度幅值通常较大，因此根据对应每个初始角度的角度幅值，可以准确筛选中可能对应裂纹的各个第一角度，从而有效提高了后续对TOPCon结构光伏电池板裂纹识别的准确性和可靠性。然后根据裂纹缺陷的特点，即裂纹缺陷在对应频谱图中的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，其特征在于，包括：监测采集模块，所述监测采集模块用于：采集待检测的电池板的表面图像，并将表面图像发送给监测识别模块；监测识别模块，所述监测识别模块用于：接收监测采集模块发送的表面图像，进而获取表面图像对应的初始灰度图，对初始灰度图进行时频变换，得到初始频谱图；确定初始频谱图中的中心点和各个初始角度，确定初始频谱图中过中心点的对应每个初始角度的直线段，并根据对应每个初始角度的直线段上的像素点，确定对应每个初始角度的角度幅值；根据对应每个初始角度的角度幅值和初始频谱图的尺寸，对所有初始角度进行筛选，得到各个第一角度；确定对应每个第一角度的直线段的各条约束直线段，并根据每条约束直线段上的像素点，确定每条约束直线段的角度幅值；根据对应每个第一角度的直线段的各条约束直线段的角度幅值，对各个第一角度进行筛选，得到各个第二角度；对初始频谱图中对应各个第二角度的直线段上的像素点进行掩膜处理，从而得到掩膜频谱图；对掩膜频谱图进行时频反变换，得到掩膜灰度图，根据掩膜灰度图和初始灰度图，确定电池板的裂纹区域以实现电池板的监测。2.根据权利要求1所述的TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，其特征在于，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的直线段上各个像素点的灰度值，确定灰度阈值，并将对应每个初始角度的直线段上灰度值大于灰度阈值的像素点确定为目标像素点；根据对应每个初始角度的直线段上的每个目标像素点到中心点的距离，计算每个初始角度所对应的所有距离的累加和，并将所述累加和确定为对应初始角度的角度幅值。3.根据权利要求1所述的TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，其特征在于，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的直线段上各个像素点的灰度值，将所有灰度值中的中位数确定为灰度阈值。4.根据权利要求1所述的TOPCon结构光伏电池板的裂纹监测系统，其特征在于，所述监测识别模块用于：根据对应每个初始角度的角度幅值，计算角度幅值均值，并计算对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值均值的差值；根据对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值均值的差值以及初始频谱图的尺寸，计算阈值中间值，并根据角度幅值均值和阈值中间值，计算角度幅值阈值；将对应每个初始角度的角度幅值与角度幅值阈值进行比较，并将角度幅值大于角度幅值阈值所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗成祥，钟明，陆炜勇，葛炎青，顾国淼，刘海锋，李淼，周龙，秦毅，
申请(专利权)人：天合光能宿迁光电有限公司，
类型：发明
国别省市：