基于图像技术的太阳能电池表面缺陷检测

【摘要】：太阳能电池以其清洁、储量大、无污染已引起世界范围的广泛关注。太阳能的开发和利用提供了解决常规能源短缺和环境污染的有效途径,是人类理想的替代能源。随着太阳能电池的广泛应用,对电池表面质量的控制要求也不断提高。在太阳能电池表面生产中的质量控制的意义和重要性越来越明显。目前,传统的手工检测方法存在诸多弊端,也对企业的生产规模的发展影响很大。所以,研发太阳能电池的缺陷检测系统,实际应用价值更高。 本文主要研究了以下几个方面： (1)本文分析了太阳能电池产业的发展趋势；根据太阳能电池的表面缺陷检测系统的技术要求,提出了利用图像处理技术检测电池表面质量的设计方案,介绍了检测系统的结构和数据处理流程； (2)利用区域监测阈值分割的图像处理,该方法可以显著突出缺陷区域,有效提高图像的层次感。由于不规则的太阳能硅晶片表面缺陷和表面条纹的影响,我采用中值滤波去除孤立的断点噪声,然后腐蚀膨胀图像。实验结果表明,该算法可以有效地提高缺陷区域和连接的定位精度,大大提高了检测的效率； (3)通过数字图像处理的缺陷细胞图像识别,一方面,计算特征缺陷面积和百分比,完成缺陷识别和量化判断；另一方面,对采集的太阳能电池照片做破损不合格判别,实现图像旋转,图像存储,电池片破损区域识别、破损面积计算等的自动化识别；制作了Matlab的GUI图形用户界面,操作简单,满足实际生产操作的需求。 本文提出了一种自动识别太阳能电池组件缺陷的方案,并将缺陷检测提高到了可精确量化识别的水平,有着较好的应用前景。 【关键词】：太阳能电池 质量检测 Matlab 图像处理
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 太阳能电池表面质量检测研究现状10-11
• 1.3 本文研究的主要内容及组织结构11-13
• 1.3.1 本文的主要内容11
• 1.3.2 本文的组织结构11-13
• 第2章 太阳能电池表面质量检测原理13-20
• 2.1 太阳能电池表面检测系统工作原理13-14
• 2.2 太阳能单晶硅片表面缺陷检测技术发展与应用14-16
• 2.3 数字图像处理基础16-20
• 2.3.1 图像数字化16
• 2.3.2 数字图像处理16-18
• 2.3.3 Matlab图像处理18-20
• 第3章 缺陷检测图像处理理论基础20-25
• 3.1 图像增强20-21
• 3.1.1 灰度线性变换20
• 3.1.2 图像中值滤波20-21
• 3.2 图像分割21-23
• 3.2.1 自适应阈值分割21-23
• 3.3 图像形态学23-25
• 3.3.1 数学形态学23
• 3.3.2 二值形态学23-25
• 第4章 基于图像处理的太阳能电池表面质量检测方法研究25-55
• 4.1 电池板的缺陷识别25-27
• 4.1.1 缺陷识别意义25
• 4.1.2 电池板缺陷识别的算法流程25-26
• 4.1.3 电池板损坏部分的特征提取26-27
• 4.2 界面设计流程及操作展示27-48
• 4.2.1 GUI界面设计27-30
• 4.2.2 表面质量检测系统GUI的介绍30-40
• 4.2.3 缺陷识别的过程40-48
• 4.3 算法对比48-54
• 4.3.1 边缘检测算法48-49
• 4.3.2 边缘检测法提取电池表面缺陷49-53
• 4.3.3 对比分析53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-56
• 5.1 本文的主要结论55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60

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