太阳能电池片自动焊接中视觉检测关键技术的研究

【摘要】：在传统能源日益枯竭、环境污染问题日益严重以及世界经济飞速发展造成的能源需求量日益剧增的严峻形势下，太阳能作为一种无污染可再生能源,其开发利用引起了世界各国的广泛关注并得到了迅速发展。太阳能电池片组件作为太阳能开发利用的主要载体，其质量保证包括很多环节，而太阳能电池片的焊接则是其中最为关键的一环。为了保证焊接质量，对太阳能电池片的焊前检测是必不可少的。本文针对太阳能电池片自动焊接中视觉检测关键技术进行研究，实现电池片常见外观缺陷的自动识别和合格电池片位置的精确测量，为后续的太阳能电池片自动焊接奠定良好的基础。 本文的主要研究内容包括以下几个方面： (1)研究太阳能电池片自动焊接工艺，搭建太阳能电池片视觉检测硬件系统。 (2)分析太阳能电池片的规格与分类标准，并根据所获取的太阳能电池片图像特性，对图像预处理技术进行研究，确定图像预处理方法。 (3)探讨边缘破损缺陷的特征，首先采用边界跟踪分割轮廓的方法初步判断太阳能电池片的外观完整性，随后通过轮廓角点检测和最小二乘法实现边缘破损检测和偏转角度测量。 (4)在图像旋转归正的基础上，采用扫描细栅线中心灰度差分的方法实现断栅检测,通过清除主栅线和细栅线的方法进行裂纹检测；最终利用图像旋转的坐标变换完成图像中心位置的获取。 (5)设计软件系统流程，并采用LabVIEW编写相关软件程序，对本文提出的方法进行实验验证。结果表明：方法可行，效果良好。 【关键词】：边界跟踪 角点检测 栅线扫描 坐标变换
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4;TG441.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• §1-1 引言8-9
• §1-2 相关国内外发展现状9-16
• 1-2-1 太阳能光伏产业发展现状9-10
• 1-2-2 太阳能电池片发展现状10-12
• 1-2-3 太阳能设备发展现状12-14
• 1-2-4 太阳能电池片检测现状14-15
• 1-2-5 视觉检测系统发展现状15-16
• §1-3 课题的来源与研究意义16-17
• §1-4 课题的主要研究内容17-18
• 第二章 太阳能电池片自动焊接工艺及视觉检测系统设计18-29
• §2-1 引言18
• §2-2 太阳能电池片自动焊接工艺18-19
• §2-3 太阳能电池片视觉检测系统构成与工作原理19-21
• §2-4 太阳能电池片视觉检测硬件系统21-26
• 2-4-1 工业相机21-23
• 2-4-2 镜头23-25
• 2-4-3 光源25-26
• §2-5 太阳能电池片视觉检测软件系统26-28
• 2-5-1 太阳能电池片图像获取26
• 2-5-2 太阳能电池片图像处理流程26-28
• §2-6 本章小结28-29
• 第三章 太阳能电池片及图像预处理技术的研究29-40
• §3-1 引言29
• §3-2 太阳能电池片规格29-31
• §3-3 太阳能电池片分级31-32
• §3-4 太阳能电池片图像预处理技术的研究32-39
• 3-4-1 图像平滑去噪32-36
• 3-4-2 图像反转36
• 3-4-3 图像阈值分割36-39
• §3-5 本章小结39-40
• 第四章 边缘破损检测及偏转角度测量40-57
• §4-1 引言40
• §4-2 边缘破损缺陷及分析40-41
• §4-3 图像轮廓边界提取41-49
• 4-3-1 图像轮廓提取技术的研究42-47
• 4-3-2 基于边界跟踪的图像轮廓提取结果与分析47-49
• §4-4 图像轮廓边界分析与判断49-56
• 4-4-1 角点检测技术的研究49-51
• 4-4-2 基于轮廓边界点边界曲率的角点提取算法实现51-53
• 4-4-3 角点提取结果与分析53-54
• 4-4-4 最小二乘法边缘破损缺陷判断与偏转角度测量54-56
• §4-5 本章小结56-57
• 第五章 断栅与裂纹检测及中心位置测量57-68
• §5-1 引言57
• §5-2 断栅与裂纹检测图像分析57-59
• §5-3 断栅与裂纹检测59-64
• 5-3-1 主栅线列坐标求解59-60
• 5-3-2 细栅线中心位置求解60-62
• 5-3-3 断栅结果分析62-63
• 5-3-4 裂纹结果分析63-64
• §5-4 合格太阳能电池片中心位置确定64-67
• §5-5 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72

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