[发明专利]一种晶硅光伏太阳能电池电极二次印刷精度视觉检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种晶硅太阳能光伏电池二次印刷精度视觉检测方法，实现该方法所需要的装置主要包括阵列相机、相机固定架、旋转定位平台、机架、承印台和控制系统，所述控制系统用于控制旋转定位平台、以及控制硅片图像的采集和算法处理工作；本发明方法首先安装好机台并对相机进行标定，然后利用标定好的相机对二次印刷后的硅片进行拍照，接着通过机器机视觉处理算法对拍照图像提取硅片栅线边缘，检测出硅片上栅线的宽度，以及识别并定位硅片中标记点的位置；综合阵列相机中每个相机通过控制系统检测出的栅线宽度以及标记点的位置信息，计算出二次印刷栅线与一次印刷栅线之间的偏移量；本发明的检查方法及系统具有识别速度快，稳定性好等特点。

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测技术，特别涉及一种晶硅光伏太阳能电池电极二次印刷精度视觉检测方法及装置。

背景技术

晶硅太阳能光伏电池印刷设备是一种基于机器视觉全自动实现丝网和承印物的印刷系统。为了适应高效率和高精度的晶硅太阳能电池生产要求，应用计算机视觉对印刷设备生产的硅片进行快速、精确的检测已成为必要。

对于大面积的普通太阳能电池片，若采用单个相机作为检测设备，则需要配备非常高像素的相机，这不仅会增加设备的成本，且大大增加了图像处理的运算量。实际上，对于电池片栅线印刷精度的检测，并不需要把整个电池片都被相机拍摄到，而采用分布阵列式的低像素相机拍摄电池片不同的位置，并经过相机系统的标定，再做一系列的图像处理、特征识别和计算即测量出印刷机印刷的精度是否满足要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种晶硅光伏太阳能电池电极二次印刷精度视觉检测方法及装置，基于图像处理、特征识别，准确地检测出晶硅太阳能电池栅线是否印刷准确，以及印刷不准时的偏移量。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

一种晶硅光伏太阳能电池电极二次印刷精度视觉检测方法，包括下述步骤：

(1)安装阵列相机并设置参数，同时完成光学标定板对阵列相机的标定；

(2)通过丝网印刷一次后，印刷后的硅片经旋转定位平台旋转90度传送至阵列相机下方的拍照工位上，同时触发阵列相机拍照，然后将拍照的硅片图像传输至中央处理器；

(3)所述中央处理器通过机器视觉处理算法提取硅片边缘，检测出硅片上栅线的宽度，以及识别并定位两次印刷时硅片中标记点的位置；

(4)根据步骤(3)检测出的一次印刷后和二次印刷后的栅线宽度以及标记点的位置信息，计算二次印刷栅线与一次印刷栅线之间的偏移量，即可完成二次印刷精度检测。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，通过定制光学标定板，结合标定算法对相机阵中的相机进行标定；具体过程如下：

将定制的光学标定板固定在拍照工位的承印台上，触发阵列相机进行对光学标定板进行拍照，然后将拍照图像通过图像采集卡传输至中央处理器；所述中央处理器利用内部基准标定模块对光学标定板图像进行处理，从而标定出各个相机的像素当量及各相机之间的相对位置关系，使其正常拍摄时相机视野能统一到一个坐标系中。

作为优选的技术方案，所述步骤(3)中，所述中央处理器通过机器机视觉处理算法提取硅片边缘，检测出硅片上栅线的宽度，具体包括下述步骤：

(311)首先对硅片图像进行滤波处理，然后使用边缘提取算子获取硅片边缘特征的像素在相机图像坐标系下的位置；

(312)以硅片边缘特征的像素为中心，并沿该像素的边缘特征的切向方向与梯度方向，进行选定范围的插值处理，获得插值图像；

(313)对插值图像沿硅片边缘特征的切向方向求取均值，从而获得一维的图像阵列；