[发明专利]一种光伏切片机切割线状态检测方法

权利要求书

1.一种光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤1，视觉采集系统分别采集第一线网图像和/或第二线网图像；

步骤2，工控机对采集的第一线网图像进行跳线分析；和/或，步骤3，工控机对采集的第二线网图像进行线弓分析。

2.根据权利要求1所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，所述视觉采集系统包括：安装在一起的图像采集设备(7)和光源(8)；

所述视觉采集系统具有两种布置方式，布置方式一是在切片机的线辊(1)的前后方向布置，布置方式二是切片机的线辊(1)侧面布置。

3.根据权利要求2所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，在步骤1中，所述图像采集设备(7)在上方，光源(8)在下方，同时向线辊(1)和冲水带(6)方向投射；

图像采集设备(7)能够采集到KI区域之间的线网图像，该区域对应的背景为KJ区域，而光源(8)在投射到该区域是KF区域，FJ区域受线辊(1)遮挡无法投射到；图像采集设备(7)的背景KJKF，主要原因为图像采集设备(7)的位置高于光源(8)，线辊(1)对二者的遮挡影响区别造成；

图像采集设备(7)采集到的图像中，KH区域的线网和背景都比较明亮，图像上是否存在跳线并不清晰，不能用KH区域进行跳线分析；而在HI区域，其背景为暗区，线网明亮，其采集效果要明显好于KH区域，非常有利于图像的分析；其中，L1表示线网(2)的上方直线部分，F点表示光源(8)的中心B点与线辊(1)相切的点延伸到冲水带(6)的交点，J点表示图像采集设备(7)的中心A点与线辊(1)相切的点延申到冲水带的交点，H点表示AF与L1的交点，I点表示AJ与L1的交点，K点表示冲水带与线网L1的交点。

4.根据权利要求1所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤201至步骤207：

步骤201，裁切出分析区域，形成待跳线分析图像；

步骤202，将待跳线分析图像转换为规则的矩形图像，得到转换后矩形图像；

步骤203，对转换后矩形图像，进行图像增强处理，得到增强后图像；

步骤204，对增强后图像，进行均值滤波，得到滤波后图像；

步骤205，利用转换后矩形图像与滤波后图像做差分处理，得到特征图像；

步骤206，根据亮度阈值，对特征图像进行筛选，得到二值图像；

步骤207，对二值图像进行轮廓匹配和查找，确定跳线位置，完成分析。

5.根据权利要求4所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，所述步骤202包括以下过程：

在待跳线分析图像中选择完整线段中最外侧的两条，通过这两条线段的四个端点，利用双线性插值的仿射变换将图像变为规则的矩形图像。

6.根据权利要求4所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，在步骤203中，图像增强处理方法为对高光区域进行灰度的比例降低，对部分低光区域的灰度进行比例提升。

7.根据权利要求1所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，所述步骤3包括以下过程：

建立数学模型；数学模型中，A点表示图像采集设备(7)的中心点，Kc点表示图像采集设备(7)芯片的中心，f表示图像采集设备(7)的焦距，K点表示图像采集设备(7)正对水平切割线的点，K’点表示出现线弓后K点下移到的点，线弓分析需要计算K’点的位置；Kc’点表示K’在图像采集设备(7)芯片上的对应位置；Ka点为计算辅助点，线段KKa与线段K’A垂直；L2面表示方棒(3)前端面所在平面，N表示图像采集设备(7)中心点到L2面的垂线交点，AN表示图像采集设备(7)中心点到L2面的距离；

获取A点位置、K点位置、M点位置、Kc点位置、线段AN长度、线段AK的长度、焦距f；

利用已知的线段AN长度、线段AK长度、A点位置、K点位置、M点位置、Kc点位置、Kc’点位置、焦距f，计算线段KK’，得到线弓的量。

8.根据权利要求7所述的光伏切片机切割线状态检测方法，其特征在于，所述利用已知的线段AN长度、线段AK长度、A点位置、K点位置、M点位置、Kc点位置、Kc’点位置、焦距f，计算线段KK’，包括以下过程：

由于线段AN和线段NK的长度为已知条件，根据勾股定理，可以得到线段AK的长度：

AK＝SQRT(AN*AN+NK*NK)；

根据相似三角形定理：

AKa/f＝KKa/KcKc’＝AK/AKc’；

因此可以得到线段KKa以及线段Aka的长度。

三角形KK’Ka与三角形ANK’共用∠KK’Ka，并且均包括一个直角，因此两个三角形相似，根据相似性定理得到：

K’Ka/(KK’+KN)＝KK’/(K’Ka+AKa)＝KKa/AN；

因此K’Ka＝(KK’+KN)*KKa/AN；

同时根据勾股定理：

K’Ka*K’Ka+KKa*KKa＝KK’*KK’；

可得：

(KK’+KN)*KKa/AN*(KK’+KN)*KKa/AN+KKa*KKa＝K K’*K K’；

(KKa*KKa/(AN*AN)-1)*K K’*K K’+2*KN*KKa/AN+(KKa*KKa/(AN*AN))*KN*KN+KKa*KKa＝0；

此通过解该方程，可以得到线段KK’的长度。