[发明专利]太阳能电池板裂痕检测方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，涉及一种目标搜索算法，具体涉及一种电池板图像的裂痕检测方法。

背景技术

太阳能电池板裂痕检测技术，属于表面缺陷检测技术的一种。表面缺陷检测技术在国外发展比较迅猛，其应用遍布各个领域。细分而言，表面缺陷检测技术包括多种不同的技术：激光表面缺陷检测、超声波表面缺陷技术、红外缺陷检测技术和基于机器视觉的缺陷检测技术。

与传统表面缺陷检测技术不同，太阳能电池板的缺陷检测技术具有裂痕小(微米级)，裂痕方向不定以及表面反射性强(镀膜)等特点。激光表面检测技术、超声波表面检测技术和红外缺陷检测技术由于方向性强，因此效果会不太理想。

基于机器视觉的表面缺陷检测技术近年来得到了迅速的发展。这种技术由于具有非接触、速度快、高精度、光照方案丰富等特点，在表面缺陷检测应用中越来越受青睐。由于视觉缺陷检测技术的精度主要与成像精度有关，因此随着目前成像精度的不断提高，这种技术会达到越来越高的精度。国际上致力于该类技术的公司有Cognex、MVTec，Eurosys以及Matrox等公司。在国内，由于机器视觉技术的发展相对较晚，在表面缺陷检测技术上一直受制于人，或处于产业的边缘地位，或沦为国外系统和产品的代理。太阳能电池板的裂痕检测技术，由于之前所述的原因，在国内无论是从产品还是技术层面上都几乎属于空白。

由于光照和成像条件比较苛刻，对于检测速度和精度存在较高要求，所以必须解决如下几个问题：1)获得稳定的输入图像：输入图像的稳定是保证后续算法进行批量处理的必要条件。2)去噪：由于成像存在一定的干扰，导致电池板背景中存在大量随机干扰噪声。这些噪声从局部来看与裂痕具有近似的特征，严重影响对裂痕的检测。3)裂痕检测和定位：要求准确的检测出是否存在裂痕，并准确标出其在电池板上的物理位置。这是本系统的核心任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是公开一种太阳能电池板裂痕检测方法，通过图像处理和模式识别对电池板裂痕进行检测，检测快速、准确。

本发明太阳能电池板裂痕检测方法，包括如下步骤：

步骤一：对电池板图像进行初始化；

步骤二：将初始化后的电池板图像分成固定尺寸的图像块，计算每块图像的主方向，提取出可能存在裂痕的区域作为候选图像块。

步骤三：针对候选图像块中的主方向进行带有方向的hough变换，得到准确的候选裂痕位置和方向。

步骤四：对相邻图像块中的候选裂痕位置和方向进行分析评价，确定裂痕。

所述步骤一中对图像进行初始化，包括如下步骤：

步骤a：对电池板图像进行归一化，消除由于环境变化导致的图像灰度误差；

步骤b：对归一化后的电池板图像进行边缘提取，得到边缘图像；

步骤c：对边缘图像中方向的一致性评价，去掉随机变化的噪音边缘点；

所述步骤b的边缘提取中采用边缘提取算子提取出边缘图像。

所述步骤四中对相邻图像块中的候选裂痕位置和方向进行分析评价时，将具有相似方向并且相邻的图像块作为图像块集合，采用直线方程对每个集合中中心点进行拟合，如集合中实际边缘点到拟合直线的距离小于既定阈值，则认为实际边缘点在拟合直线上。

本发明提出的太阳能电池板裂痕检测方法，从微观、局部和总体三个层次上进行裂痕的分析，符合视觉中多尺度搜索的策略。灵活运用分块HOUGH变换进行局部裂痕搜索，避免了图像中不同痕迹的相互干扰，然后运用裂痕形态评价来综合分块HOUGH变换的结果，完成了电池板裂痕检测的任务。

附图说明

图1为本发明太阳能电池板裂痕检测方法的流程图；

图2为本发明太阳能电池板裂痕检测方法初始化流程图；

图3为本发明太阳能电池板裂痕检测方法实施例中电池板输入图像；

图4为本发明太阳能电池板裂痕检测方法实施例中电池板输入图像对应的直方图；

图5为本发明太阳能电池板裂痕检测方法对图像进行均衡化后的结果；

图6为本发明太阳能电池板裂痕检测方法对均衡化后的结果对应的直方图；

图7为本发明太阳能电池板裂痕检测方法中带方向HOUGH变换流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。