基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)太陽(yáng)能電池片色差識(shí)別的控制方 法，尤其涉及基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在新能源中，太陽(yáng)能是具有潔凈、無(wú)污染和取之不盡用之不竭的優(yōu)點(diǎn)，電池片是將 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的重要技術(shù)基礎(chǔ)。然而太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)出的電池 片具有不同顏色，而且顏色具有不均勻性，從而影響到電池片的光電轉(zhuǎn)換效率，并且不同轉(zhuǎn) 換效率的太陽(yáng)能電池放在一起使用時(shí)會(huì)減低整體的轉(zhuǎn)換效率，因此在生產(chǎn)的最后一道工序 需要按照同一轉(zhuǎn)換效率和同樣顏色的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池片進(jìn)行分類。
[0003]目前，對(duì)顏色的分選，主要還是采用人工檢測(cè)的方式，依賴作業(yè)人員的視覺判斷， 因此也帶來(lái)了很多檢測(cè)問(wèn)題，一方面由于人眼的疲勞性和具有的不穩(wěn)定性，無(wú)法保證硅片 檢測(cè)的合格率，而且電池片屬于易碎品，人工分揀容易崩邊、破碎，質(zhì)量更難得到保證；另一 方面人工分選的效率低、成本高，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)線運(yùn)行速度的提升，人工檢測(cè) 在速度上存在極大限制，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)線的速度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)電池片人工檢測(cè)的速度慢、精度低和實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題，提出了基于彩 色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法。利用高速觸發(fā)工業(yè)相機(jī)對(duì)生產(chǎn)線上的電池片進(jìn)行 采集圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)進(jìn)行分析，檢測(cè)出帶有缺陷和色差的電池片。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，包括如下步驟：
[0007] 11)通過(guò)上料執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳送機(jī)構(gòu)將電池片送達(dá)到指定的拍攝取像工位，獲取原 始圖像；
[0008] 12)對(duì)原始圖像噪聲濾除后，進(jìn)行邊緣檢測(cè)，除去原始圖像的背景，提取有效圖 像；
[0009] 13)對(duì)有效圖像顏色空間轉(zhuǎn)換，將RGB值轉(zhuǎn)換為HSI顏色空間；
[0010] 14)建立H、S、I分量的顏色直方圖，并對(duì)顏色直方圖進(jìn)行劃塊分區(qū)域；
[0011] 15)統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)顏色直方圖，得到HSI顏色空間直方圖，對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行灰度 值統(tǒng)計(jì)，計(jì)算平均灰度值、統(tǒng)計(jì)方差；
[0012] 16)通過(guò)將計(jì)算得到的平均灰度值與各個(gè)模板數(shù)據(jù)的比較，計(jì)算圖像與模板的相 似度測(cè)量，計(jì)算與模板匹配的系數(shù)，得出分類的結(jié)果。
[0013] 進(jìn)一步的，在步驟14)中，對(duì)彩色圖像H、S、I分量進(jìn)行維數(shù)縮減后再計(jì)算顏色直方 圖。
[0014] 進(jìn)一步的，在步驟14)中采用重疊方式的圖像分塊方法進(jìn)行分塊。
[0015] 進(jìn)一步的，將彩色直方圖分割成i個(gè)區(qū)域，將彩色直方圖i個(gè)區(qū)域提取特征，形成 特征庫(kù)；計(jì)算模板電池片圖像i個(gè)區(qū)域中各子圖像的局部顏色直方圖，設(shè)Xi為模板電池片A區(qū)域，Yi為待分類的電池片A區(qū)域，N表示圖像中出現(xiàn)的顏色級(jí)數(shù)，xk和yk分別表示圖X 和Y中k級(jí)色出現(xiàn)的頻數(shù)，則兩個(gè)區(qū)域的歐氏距離：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 11) 通過(guò)上料執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳送機(jī)構(gòu)將電池片送達(dá)到指定的拍攝取像工位，獲取原始圖 像； 12) 對(duì)原始圖像噪聲濾除后，進(jìn)行邊緣檢測(cè)，除去原始圖像的背景，提取有效圖像； 13) 對(duì)有效圖像顏色空間轉(zhuǎn)換，將RGB值轉(zhuǎn)換為HSI顏色空間； 14) 建立H、S、I分量的顏色直方圖，并對(duì)顏色直方圖進(jìn)行劃塊分區(qū)域； 15) 統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)顏色直方圖，得到HSI顏色空間直方圖，對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行灰度值統(tǒng) 計(jì)，計(jì)算平均灰度值、統(tǒng)計(jì)方差； 16) 通過(guò)將計(jì)算得到的平均灰度值與各個(gè)模板數(shù)據(jù)的比較，計(jì)算圖像與模板的相似度 測(cè)量，計(jì)算與模板匹配的系數(shù)，得出分類的結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，其特征在 于，在步驟14)中，對(duì)彩色圖像H、S、I分量進(jìn)行維數(shù)縮減后再計(jì)算顏色直方圖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，其特征在 于，在步驟14)中采用重疊方式的圖像分塊方法進(jìn)行分塊統(tǒng)計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，其特征在 于，將彩色直方圖分割成i個(gè)區(qū)域，將彩色直方圖i個(gè)區(qū)域提取特征，形成特征庫(kù)；計(jì)算模 板電池片圖像i個(gè)區(qū)域中各子圖像的局部顏色直方圖，設(shè)\為模板電池片A區(qū)域，Y,為待 分類的電池片A區(qū)域，N表示圖像中出現(xiàn)的顏色級(jí)數(shù)，xk和yk分別表示圖X和Y中k級(jí)色 出現(xiàn)的頻數(shù)，則兩個(gè)區(qū)域的歐氏距離：
Edm=a*Ed(X，Y)h+b*Ed(X，Y)s+c*Ed(X，Y)I; 系數(shù)a、b、c為灰度圖h、s、i對(duì)顏色影響權(quán)重的系數(shù)；Edm表示目標(biāo)區(qū)域與模板m的歐 式距離，Edm越小，表示該區(qū)域與模板m的A區(qū)域相似度越大. 最后考慮子塊權(quán)重Wi，計(jì)算目標(biāo)圖片S和模板中任一圖片G的全圖直方圖相似值
Sim(G，S)值最小，則跟模板越相似。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于彩色機(jī)器視覺的電池片色差分選控制方法，針對(duì)不良品中的發(fā)白片、發(fā)黃片、發(fā)紅片、白色斑點(diǎn)以及指紋印等，采用顏色分割方法根據(jù)HSI顏色空間中的色度(Hue，H)、飽和度(Saturation，S)和亮度(Intensity，I)3個(gè)參數(shù)設(shè)定圖像分割的域值，根據(jù)顏色HSI空間原理，采用統(tǒng)計(jì)直方圖算法對(duì)對(duì)灰度圖像進(jìn)行分析，對(duì)每一塊圖像的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)中需要的參數(shù)主要是該區(qū)域灰度平均值和方差，其中統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域灰度均值主要是用于計(jì)算各個(gè)區(qū)域平均灰度值的差值，而統(tǒng)計(jì)方差主要是用于設(shè)定門限值，使該區(qū)域內(nèi)的灰度值波動(dòng)較小，從而達(dá)到，運(yùn)用彩色機(jī)器視覺分析，對(duì)產(chǎn)品的顏色進(jìn)行檢測(cè)分類，有效解決人工作業(yè)所造成的問(wèn)題與困難。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號(hào)】CN104574389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410835360
【發(fā)明人】陳旭東
【申請(qǐng)人】康奮威科技（杭州）有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日