一種基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池片分類技術(shù)領(lǐng)域，具體一種基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LabVIEW是由美國國家儀器(NI)公司研制開發(fā)的一種程序開發(fā)環(huán)境，與其他計算機語言的區(qū)別是:其他計算機語言，如C等，都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。LabVIEW軟件是NI設(shè)計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。
[0003]LabVIEW視覺開發(fā)模塊(Vis1n Development Module)是美國國家儀器公司基于LabVIEW圖形化環(huán)境開發(fā)的一套用于計算機視覺檢測的函數(shù)庫，該模塊由IMAQ Vis1nAssistant與IMAQ Vis1n兩部分組成。IMAQ Vis1n Assistant允許用戶快速的進行數(shù)字圖像的處理與分析，并將分析處理的過程以VI的形式進行封裝，允許用戶在主程序中直接調(diào)用這個封裝的子VI。IMAQ Vis1n內(nèi)部集成了 400多個視覺檢測的函數(shù)，其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了當(dāng)今視覺檢測的全部內(nèi)容。用戶可以很輕易的調(diào)用LabVIEW視覺開發(fā)模塊中的控件與函數(shù)，從而解決實際的工程問題。
[0004]太陽能電池片是21世紀(jì)綠色新能源一一太陽能主要的轉(zhuǎn)換載體，但由于其生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性、制作工序的多樣性，造成太陽能電池片成品表面具有不同的顏色、顏色的不均勻等，從而影響生產(chǎn)廠家的成品質(zhì)量。因此需要在生產(chǎn)太陽能電池片成品時對其按照生產(chǎn)廠家的要求進行類別分選，提升廠家產(chǎn)品形象。
[0005]目前，大多數(shù)電池片生產(chǎn)廠家主要依靠人工目視對太陽能電池片進行分類，這種方式不僅效率低、不穩(wěn)定，而且廠家的分類要求也會因人而異，產(chǎn)生不同的分類結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法，不僅穩(wěn)定、可靠、與電池片非接觸式、速率快，而且實現(xiàn)分類標(biāo)準(zhǔn)化。
[0007]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0009]步驟201、接收信號，采集圖像:
[0010]步驟2011，太陽能電池片經(jīng)由傳送帶傳送至傳感器位置，傳感器發(fā)送信號給數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)所述采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給系統(tǒng)程序；
[0011]步驟2012，系統(tǒng)程序接收到所述數(shù)字信號后，觸發(fā)相機，采集圖像，并將采集到的太陽能電池片圖像傳遞至圖像處理模塊；
[0012]步驟202、對太陽能電池片彩色圖像進行坐標(biāo)變換和圖像分割:
[0013]步驟2021，對采集到的太陽能電池片彩色圖像進行坐標(biāo)變換，采用Find Edge, vi查找邊緣算子查找出電池片的一條邊界，獲得所述邊界的角度信息；該算子的查找方法是先給定一個固定的搜索區(qū)域，在該搜索區(qū)域內(nèi)，所述算子在該區(qū)域內(nèi)從上到下設(shè)置若干搜索線，查找電池片邊界像素的躍迀點，將所有搜索線上的躍迀點擬合為一條直線，從而得到所得邊界直線的角度信息；其角度信息為公式(I):
[0014]angle!= α (I)
[0015]然后利用IMAQ Rotate, vi將太陽能電池片圖像旋轉(zhuǎn)，進行坐標(biāo)變換，為彩色圖像分割做準(zhǔn)備；為了實現(xiàn)電池片任意角度均能分割，采用的計算公式如公式(2):
[0016]angle = 360。- α ⑵；
[0017]步驟2022，利用IMAQ Find Edge, vi算子分別對太陽能電池片的四條邊進行邊緣查找；并利用該算子獲得各自擬合的邊緣直線兩個頂點的坐標(biāo)信息；
[0018]步驟2023，分別以上述步驟所得的四組頂點坐標(biāo)為因子，利用捆綁簇算子對其兩兩組合，求得四條邊緣直線:左邊緣、右邊緣、上邊緣、下邊緣；
[0019]基于所得到的四條邊緣直線，依次利用IMAQ Lines Intersect1n, vi算子求取左邊緣與上邊緣、右邊緣與下邊緣的交點a、b ;以點a和點b為分割圖像感興趣區(qū)域的起始點和終止點，利用Convert Rectangle to RO1.vi算子得到太陽能電池片與背景分離出來的本體圖像；
[0020]步驟203、以彩色圖像HSI空間為依據(jù)，采用ExtractColorPlanes.vi算子將上述所得太陽能電池片圖像分解為H、S、I三個平面，并利用IMAQ Histograph.vi算子分別獲得三個平面的灰度值信息；
[0021]步驟204、將上述所得三個平面的灰度值信息合并存入一個二維數(shù)組；
[0022]步驟205、根據(jù)生產(chǎn)廠家要求自定義樣本錄入總量和各類別樣本數(shù)目，利用數(shù)組子集算子提取樣本中代表各類別灰度值信息的二維數(shù)組，將上述所得二維數(shù)組與提取的二維數(shù)組做參數(shù)對比和相似度運算；將所述相似度運算的結(jié)果distance作為分類標(biāo)準(zhǔn)，distance值越大，表示兩個二維數(shù)組的差異越大，即表示被測電池片與該模板越不相似，反之，distance值越小，被測電池片與對應(yīng)模板越相似；
[0023]步驟206、將上述所得所有distance值存入一維數(shù)組中，利用數(shù)組最大值和最小值算子查找該數(shù)組中最小的distance值及其對應(yīng)的索引號x ；
[0024]步驟207、所得索引號X如果滿足公式(3):
[0025]SnYxGnJS1^)
[0026]則索引號X對應(yīng)的用于相似度運算的被測電池片分為第Sn類別；
[0027]其中，Slri表示生產(chǎn)廠商自定義的第η-1個類別，S n表示生產(chǎn)廠商自定義的第η個類別。
[0028]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法，通過機器視覺檢測技術(shù)，快速采集太陽能電池片的彩色圖像，利用LabVIEW軟件程序?qū)υ搱D像進行信息提取和分析運算，可實現(xiàn)實時在線地對太陽能電池片按照生產(chǎn)廠家自定義標(biāo)準(zhǔn)進行分類，且穩(wěn)定高效、分類標(biāo)準(zhǔn)化、快速簡便。
【附圖說明】
[0029]圖1是太陽能電池片分類總體流程圖；
[0030]圖2是太陽能電池片到達傳感器位置俯視圖；
[0031]圖3是太陽能電池片經(jīng)過步驟2021中查找邊緣之后的結(jié)果圖像；
[0032]圖4是太陽能電池片經(jīng)過步驟2021中坐標(biāo)變換前后的圖像；
[0033]圖5是步驟2023中太陽能電池片經(jīng)過彩色圖像分割后的結(jié)果圖像；
[0034]圖6是步驟203中太陽能電池片經(jīng)過HSI彩色空間提取的H、S、I三個平面的圖像；
[0035]圖7是生成太陽能電池片樣本庫的流程圖；
[0036]圖8是錄入的自定義樣本數(shù)為80個時的運行結(jié)果圖；
[0037]圖9是本發(fā)明所用到的一些算子在LabVIEW中的顯示圖像。
【具體實施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明。
[0039]基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法采用了圖像坐標(biāo)變換技術(shù)、彩色圖像分割技術(shù)、彩色圖像HSI空間分析技術(shù)、圖像處理技術(shù)等對采集的太陽能電池片圖像進行處理和分析，將太陽能電池片按照生產(chǎn)廠商自定義要求進行分類。
[0040]如圖1所示，基于LabVIEW的太陽能電池片分類方法，包括如下步驟:
[0041]步驟201、接收信號，采集圖像，其包括:
[0042]步驟2011，太陽能電池片出花籃時，如圖2所示，當(dāng)電池片4在傳送帶I上行進至白色背景板下2的光電傳感器3處時，遮擋住光電傳感器3，光電傳感器3發(fā)送信號給數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)所述采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給系統(tǒng)程序；
[0043]步驟2012，系統(tǒng)程序接收到所述數(shù)字信號后，觸發(fā)相機，采集圖像，并將采集到的太陽能電池片圖像傳遞至圖像處理模塊；
[0044]步驟202、對太陽能電池片彩色圖像進行坐標(biāo)變換和圖像分割，其包括:
[0045]步驟2021，對采集到的太陽能電池片彩色圖像進行坐標(biāo)變換，采用Find Edge, vi查找邊緣算子查找出電池片的一條邊界，獲得所述邊界的角度信息；該算子的查找方法是先