[发明专利]一种太阳能电池背面电极的分割方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池背面电极的分割方法，该方法首先利用边缘强度投影和模板匹配方法依次获得电极的粗略位置和较精准位置；然后采用阈值法和种子生长法提取电极边缘点；最后利用边缘点生成一个闭合的区域来表示电极的形状。本发明能准确的采集各种类型的缺陷形状，具有良好的鲁棒性和兼容性，可用于在线检测。

技术领域

本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体涉及一种太阳能电池背面电极的分割方法。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，具有容易获取、可持续利用、环保等优点。基于光伏效应，太阳能电池可以将太阳能转化为电能，因此太阳能电池有着很大的市场前景。但是，太阳能电池的生产是一个复杂的过程，在生产过程中出现任何意想不到的错误都会导致缺陷的发生，这可能会对电池造成很大的损害。因此，一个质量检测体系对于太阳能电池生产线是至关重要的。

为了识别和分割太阳能电池或其他工业产品中的各种缺陷，在过去的十年里，大量基于机器视觉的方法被提出。比如OTSU法，基于Canny的方法，离散余弦变换法(DCT)，支持向量机法(SVM)，但这些方法大多是针对特定类型的缺陷，如微裂纹、污渍、划痕、孔洞等与背景灰度不同的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种太阳能电池背面电极的分割方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种太阳能电池背面电极的分割方法，所述分割方法包括以下步骤：

S1、粗定位：利用投影法和多项式拟合法对电池硅片图像中的54个背面电极进行粗定位，经裁剪得到54个尺寸为128×158的粗定位图像I_r,r＝1，2…54，每张粗定位图像包含一个电极；

S2、精定位：基于Sobel算子计算出粗定位图像I_r的梯度图I_c，利用最大值投影法计算梯度图I_c中每行和每列的最大值P_x和P_y，对P_x和P_y计算加权平均值并基于此得到电极精定位图像记为I_d；

S3、边缘分割：根据精定位图像I_d的梯度直方图，选取三个阈值，得到精定位图像I_d对应的二值图像I_db，使用种子生长法选择目标边缘点从二值图像I_db中进一步对电极进行边缘分割得到边缘分割结果G₁₂₃；

S4、区域生成：对边缘分割结果G₁₂₃绘制封闭轮廓，得到最终分割出来的太阳能电池背面电极M₃。

进一步地，所述步骤S1中对电极进行粗定位的过程如下：

S1.1、利用Sobel算子计算电池硅片图像水平和垂直两个方向的梯度，记为G_x和G_y：

其中，I_r为粗定位图像；

S1.2、采用均值投影法，通过计算G_x每一列的均值将G_x投影到Y轴上，记为M_y，通过计算G_y每一行的均值将G_y投影到X轴上，记为M_x；

S1.3、利用三阶多项式拟合M_x，拟合结果记为M_fx，并定义一个中间变量M_p为：

M_p＝maximum(M_x-M_fx,0)