太阳能电池片综合参数图像检测装置的研究

摘要

随着人类对能源需求的增长以及一次性能源面临枯竭的现状，太阳能作为一种环保的可再生资源，得到了很多国家的重视和利用。作为太阳能光伏发电的载体，太阳能电池组件，也成为人们关注的热点。太阳能电池组件是由太阳能电池片通过串连，再经过封装后制作而成的，因此单片电池片质量问题会影响整个电池组件的性能。目前国内外电池片检测技术蓬勃发展，但是由于技术含量高，国内几乎没有专业检测电池片质量的设备品牌，导致机器检测设备价格昂贵。
　　本文以数字图像处理为基础，首先介绍了太阳能电池片综合参数检测背景和意义以及电池片的结构和综合参数，综合参数检测主要指电池片的定位检测，正反检测，以及缺角检测，断栅检测和色差检测;其次对采集的图像进行预处理研究，包括图像滤波，图像增强，图像二值化处理等;然后根据缺陷特征，例如几何特征，纹理特征，颜色特征，进行综合参数检测算法的设计，对于定位检测本文采用了两种新型的检测方法，IAA算法和ESPRIT算法;最后本文对所设计的算法进行了验证。实验证明本文采用的算法能够有效的检测太阳能电池片的综合参数，并且所设计的算法满足实时性的要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 太阳能电池片的种类及结构

1．3 太阳能电池片生产制造工艺

1．4 太阳能电池组件的组装过程

1．5 太阳电池片缺陷分类

1．6 本课题国内外研究方法

1．6．1 电致发光视觉检测方法

1．6．2 光致发光法

1．6．3 红外热像仪视觉检测方法

1．6．4 计算机视觉检测方法

1．7 本论文主要研究内容

2 自动检测装置和图像预处理

2．1 机器视觉自动检测流程

2．2 图像灰度化

2．3 图像滤波

2．3．1 均值滤波

2．3．2 中值滤波

2．3．3 高斯滤波

2．4 图像增强

2．5 图像几何变换

2．5．1 图像旋转

2．5．2 图像平移

2．6 图像分割

2．7 边缘检测

2．7．1 Roberts边缘检测算子

2．7．2 Sobel边缘检测算子

2．7．3 Prewitt边缘检测算子

2．7．4 Canny算子

2．8 图像形态学处理方法

2．8．1 二值图像腐蚀和膨胀

2．8．2 灰度图像腐蚀与膨胀

2．8．3 贴标签

2．8．4 几何特征的测量

2．9 本章小结

3 电池片综合参数检测

3．1 软件检测流程

3．2 色差检测

3．3 正反检测

3．3．1 正反检测流程

3．3．2 正反检测结果

3．4 定位检测

3．4．1 直线角度检测数学模型的建立

3．4．2 IAA算法介绍

3．4．3 ESPRIT算法介绍

3．4．4 定位检测结果

3．5 缺角检测

3．5．1 模板匹配

3．5．2 最小二乘直线拟合方法

3．6 断栅检测

3．6．1 背景差分法

3．6．2 小波变换

3．6．3 断栅检测结果

3．7 综合参数检测结果

3．8 本章小结

4 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

致谢

参考文献