CN116993701A - 电池片的图像处理与计数方法、系统和数片机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池片的图像处理与计数方法、系统和数片机,包括以下步骤:获取层叠的太阳能电池片的图像;对所述层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点;遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷;根据多个灰度值低谷,标记缝隙;遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度;依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集;依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。其能够识别不同厚度的硅片,能够克服较大缝隙导致的计数误差,实现自动计数,节省人力,算法的识别精度高,适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池片技术领域,尤其是指一种电池片的图像处理与计数方法、系统和数片机。
背景技术
太阳能电池片从流水线上取下打包时,往往需要按照150片/200片等规格进行打包,由于每个电池片的厚度只有130μm,且在打包时需要将不合格的片子筛选出来,人工处理的话会花费巨大的人力成本,因此,期望数片机能够代理人工。
然而,目前的数片机并不适用于太阳能电池片的数片操作,具体原因如下:
其一、目前的算法无法识别特别厚的硅片,如果有厚片会导致多数一片使得计数出现误差;
其二、目前的软件都绑定了固定品牌的相机,软件依赖性强,当相机出现问题后,无法更换其他参数的相机;
其三、当图像中层叠的电池片之间出现了较大的缝隙时,会导致计数错误,影响最终结果的输出。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中计数误差大,与硬件绑定,适用范围单一的技术缺陷。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电池片的图像处理与计数方法,包括以下步骤:
S1、获取层叠的太阳能电池片的图像;
S2、对所述层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点;
S3、遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷;
S4、根据多个灰度值低谷,标记缝隙;
S5、遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度;
S6、依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集;
S7、依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
作为优选的,所述S2中:
标记感兴趣区域每一行的起始点的灰度值高于80的点为起点,最后一个灰度值低于70的点为终点。
作为优选的,所述S3中,将每一行中的灰度值低谷按列统计出来。
作为优选的,所述S3中,所述灰度值低谷的寻找方法为:
设横向上连续的5个像素点灰度值分别为a、b、c、d和e,而灰度值大小满足a≥b≥c≤d≤e,则c点是一个灰度值低谷。
作为优选的,所述S4包括:
将灰度值低谷占比高于20%的列统计出来标记为缝隙。
作为优选的,所述S6包括:
设缝隙间隔标准长度为X;
将当前缝隙与上一个缝隙间距记为x,当间距x大于1.8X的区域进行再次分割,形成两个正常长度的区域;
将当前缝隙与上一个缝隙间距x低于0.6X的区域通过移除左侧或右侧的缝隙,与相邻的缝隙合并成一个长度正常的区域。
作为优选的,所述将当前缝隙与上一个缝隙间距记为x,当间距x大于1.8X的区域进行再次分割,形成两个正常长度的区域,包括:
将当前缝隙与上一个缝隙间距x大于1.8X,则认定当前缝隙中有其它缝隙未被识别;
遍历[0.6X,X-0.6X]的区域,寻找灰度值低谷占比最高位置记为新的缝隙。
作为优选的,所述将当前缝隙与上一个缝隙间距x低于0.6X的区域通过移除左侧或右侧的缝隙,与相邻的缝隙合并成一个长度正常的区域,包括:
若将当前缝隙与上一个缝隙间距x小于0.6X,则认定当前缝隙的左右两侧有一个缝隙是噪声导致的误判;
删除误判的一侧缝隙,具体包括:
若删除误判的一侧缝隙后,当前缝隙间距长度正常,而删除另一侧缝隙导致当前缝隙间距长度异常,则删除误判的一侧缝隙以使得当前缝隙间距长度正常;
若删除两侧的缝隙后,当前缝隙的间距长度都正常,则比较两侧的缝隙,选取灰度值低谷占比低的一侧删除。
本发明公开了一种太阳能电池片的图像处理与计数系统,包括:
图像采集模块,所述图像采集模块用于获取层叠的太阳能电池片的图像;
起点与终点标记模块,所述起点与终点标记模块用于对所述层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点;
缝隙标记模块,所述缝隙标记模块用于遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷,根据多个灰度值低谷,标记缝隙;
缝隙结果集获取模块,所述缝隙结果集获取模块用于遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度,依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集;
计数模块,所述计数模块用于依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
本发明公开了一种数片机,包括相机、光源和处理器;
所述光源对层叠的太阳能电池片打光;
所述相机采集层叠的太阳能电池片的图像;
所述处理器包括上述的图像处理与计数系统。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
1、本发明通过采集层叠的太阳能电池片的图像,对图像进行处理,即可获得层叠的太阳能电池片的数量。
2、本发明能够识别不同厚度的硅片,能够克服较大缝隙导致的计数误差,实现自动计数,节省人力。
3、本发明能够快速计数,算法的识别精度高,适用范围广。
4、本发明能够解决电池片中有缝隙就很难数准的问题。
5、本发明中的算法适配不同种类的相机,可以自由更换。
附图说明
图1为本发明电池片的图像处理与计数方法示意图;
图2为本发明的图像处理方法流程图;
图3为采集的层叠的太阳能电池片的图像的示意图;
图4为截取的部分图像的示意图;
图5为标记起点和终点的示意图;
图6为缝隙集合标记在图像的示意图;
图7为图像处理与计数系统的软件界面截图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-图6所示,本发明公开了一种电池片的图像处理与计数方法,包括以下步骤:
S1、获取层叠的太阳能电池片的图像,参照图3所示,为太阳能电池片采集的图像,从图中可以看出,多个太阳能电池片层叠在一起,部分太阳能电池片之间具有一些缝隙。
参照图4所示,为截取的部分图像,该截取的部分图像包含层叠的太阳能电池片的主体部分。
S2、对层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点。
其中,标记感兴趣区域每一行的起始点的灰度值高于80的点为起点,最后一个灰度值低于70的点为终点。参照图5所示,为标记了起点和终点的图像。其中,起点和终点分别为层叠太阳能电池片的两侧。由于每一行皆标记了层叠太阳能电池片的起点和终点,那么,由于图像由多个像素点组成,那么,在对每一行进行起点和终点标记后,多个起点连接起来是一条起始线,多个终点连接起来是一条末端线。层叠的太阳能电池片即位于起始线和末端线之间。
S3、遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷。
其中,将每一行中的灰度值低谷按列统计出来。灰度值低谷的寻找方法为:设横向上连续的5个像素点灰度值分别为a、b、c、d和e,而灰度值大小满足a≥b≥c≤d≤e,则c点是一个灰度值低谷。
当然,对于本申请中灰度值低谷的获取,也可根据需求设定阈值,最终选择灰度值较低处作为灰度值低谷。。
在此过程中,需要判断是否为最后一行,如果是最后一行,则统计每列上出现灰度值低谷占比,用数组array记录;如果不是最后一行,则继续标记起点和终点,其中,每一行上第一个灰度值高于80的点为起点,最后一个地域70的点为终点。并且,在此过程中,可以继续横向寻找灰度值低谷。
S4、根据多个灰度值低谷,标记缝隙。
遍历数组array,将灰度值低谷占比高于20%的列统计出来标记为缝隙。
S5、遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度。
S6、依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集。
此过程中,遍历缝隙,判断是否为异常区域,若存在异常区域,则对异常区域的缝隙进行处理。其中,所谓的异常区域即上述的缝隙间距过大和缝隙间距过小的情况。缝隙间距过大,即缝隙大于1.8X,缝隙间距过小,即缝隙小于0.6X。
设缝隙间隔标准长度为X;
将当前缝隙与上一个缝隙间距记为x,当间距x大于1.8X的区域进行再次分割,形成两个正常长度的区域,具体包括:
将当前缝隙与上一个缝隙间距x大于1.8X,则认定当前缝隙中有其它缝隙未被识别;
遍历[0.6X,X-0.6X]的区域,寻找灰度值低谷占比最高位置记为新的缝隙。
将当前缝隙与上一个缝隙间距x低于0.6X的区域通过移除左侧或右侧的缝隙,与相邻的缝隙合并成一个长度正常的区域,包括:
若将当前缝隙与上一个缝隙间距x小于0.6X,则认定当前缝隙的左右两侧有一个缝隙是噪声导致的误判;
删除误判的一侧缝隙,具体包括:
若删除误判的一侧缝隙后,当前缝隙间距长度正常,而删除另一侧缝隙导致当前缝隙间距长度异常,则删除误判的一侧缝隙以使得当前缝隙间距长度正常;
若删除两侧的缝隙后,当前缝隙的间距长度都正常,则比较两侧的缝隙,选取灰度值低谷占比低的一侧删除。
参照图6所示,将缝隙集合输出标记在图像上,缝隙间就是电池片。
S7、依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
本发明通过采集层叠的太阳能电池片的图像,对图像进行处理,即可获得层叠的太阳能电池片的数量。本发明能够识别不同厚度的硅片,能够克服较大缝隙导致的计数误差,实现自动计数,节省人力。本发明能够快速计数,算法的识别精度高,适用范围广。本发明能够解决电池片中有缝隙就很难数准的问题。本发明中的算法适配不同种类的相机,可以自由更换。
参照图7所示,本发明公开了一种太阳能电池片的图像处理与计数系统,包括图像采集模块、起点与终点标记模块、缝隙标记模块、缝隙结果集获取模块和计数模块。
图像采集模块用于获取层叠的太阳能电池片的图像。
起点与终点标记模块用于对层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点。
缝隙标记模块用于遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷,根据多个灰度值低谷,标记缝隙。
缝隙结果集获取模块用于遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度,依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集。
计数模块用于依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
本发明公开了一种数片机,包括相机、光源和处理器;光源对层叠的太阳能电池片打光;相机采集层叠的太阳能电池片的图像;处理器包括上述的图像处理与计数系统。
本发明还设置有电池片平台,电池片平台用来放置待检测的电池片。光源为白红蓝三色光源,亮度可由软件控制,照射电池片。本发明相机上的镜头根据具体需要的分辨率选择。相机可使用卷帘快门黑白网口相机。此外,本发明还设置有开关电源,开关电源为光源控制器和相机供电。
在一实施例中,本发明的软件运行条件如下:
Windows10及以上操作系统;
Inter I3及以上处理器;
额外配备独立串口,高速网口。
相机选型:宝视纳;acA2500-14gm-Basler ace,水平/垂直分辨率:2592x 1944。
接口:网口。
感光芯片:MT9P031。
外壳尺寸(L x W x H):42mm x 29mm x 29mm。
帧速率(fps):14.0fps。
镜头选型:海康,MVL-MF2528M-8MP。
固定焦距,手动光圈,八百万像素,FA镜头。
焦距:25mm;F数:F2.8~F16;像面尺寸:Φ11mm;畸变:0.01%;
最近摄距:0.1m。
D(11.1mm):23.23°,H(8.45mm):17.78°,V(7.07mm):14.91°。
光源控制器选型:锐视,P-MDPS-24W75-4TS。
输入电压:DC24V 3.5A;输出电压:DC24V;输出电流:3.1A(单通最大3A);输出功率:75W;输出通道:4;输出接口定义:SMP-03V 1:输出+2:NC 3:输出-。
亮度控制方式为面板操作或串口通讯。
远程控制方式:RS232;外部触发接口:EDG3.81;外部触发:延迟频闪模式。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取层叠的太阳能电池片的图像;
S2、对所述层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点;
S3、遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷;
S4、根据多个灰度值低谷,标记缝隙;
S5、遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间距标准长度;
S6、依据缝隙间距标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集;
S7、依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
2.根据权利要求1所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述S2中:
标记感兴趣区域每一行的起始点的灰度值高于80的点为起点,最后一个灰度值低于70的点为终点。
3.根据权利要求1所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述S3中,将每一行中的灰度值低谷按列统计出来。
4.根据权利要求1所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述S3中,所述灰度值低谷的寻找方法为:
设横向上连续的5个像素点灰度值分别为a、b、c、d和e,而灰度值大小满足a≥b≥c≤d≤e,则c点是一个灰度值低谷。
5.根据权利要求1所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述S4包括:
将灰度值低谷占比高于20%的列统计出来标记为缝隙。
6.根据权利要求1所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述S6包括:
设缝隙间距标准长度为X;
将当前缝隙与上一个缝隙间距记为x,当间距x大于1.8X的区域进行再次分割,形成两个正常长度的区域;
将当前缝隙与上一个缝隙间距x低于0.6X的区域通过移除左侧或右侧的缝隙,与相邻的缝隙合并成一个长度正常的区域。
7.根据权利要求6所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述将当前缝隙与上一个缝隙间距记为x,当间距x大于1.8X的区域进行再次分割,形成两个正常长度的区域,包括:
将当前缝隙与上一个缝隙间距x大于1.8X,则认定当前缝隙中有其它缝隙未被识别;
遍历[0.6X,X-0.6X]的区域,寻找灰度值低谷占比最高位置记为新的缝隙。
8.根据权利要求6所述的电池片的图像处理与计数方法,其特征在于,所述将当前缝隙与上一个缝隙间距x低于0.6X的区域通过移除左侧或右侧的缝隙,与相邻的缝隙合并成一个长度正常的区域,包括:
若将当前缝隙与上一个缝隙间距x小于0.6X,则认定当前缝隙的左右两侧中有一个缝隙是噪声导致的误判;
删除误判的一侧缝隙,具体包括:
若删除误判的一侧缝隙后,当前缝隙间距长度正常,而删除另一侧缝隙导致当前缝隙间距长度异常,则删除误判的一侧缝隙以使得当前缝隙间距长度正常;
若删除两侧的缝隙后,当前缝隙的间距长度都正常,则比较两侧的缝隙,选取灰度值低谷占比低的一侧删除。
9.一种太阳能电池片的图像处理与计数系统,其特征在于,包括:
图像采集模块,所述图像采集模块用于获取层叠的太阳能电池片的图像;
起点与终点标记模块,所述起点与终点标记模块用于对所述层叠的太阳能电池片的图像做灰度处理,并提取感兴趣区域,标记每一行上的太阳能电池片图像的起点和终点;
缝隙标记模块,所述缝隙标记模块用于遍历感兴趣区域的每行,横向寻找获得多个灰度值低谷,根据多个灰度值低谷,标记缝隙;
缝隙结果集获取模块,所述缝隙结果集获取模块用于遍历缝隙之间的像素数量,将出现次数最多的像素数量作为缝隙间隔标准长度,依据缝隙间隔标准长度,处理缝隙间距异常区域,输出缝隙结果集;
计数模块,所述计数模块用于依据缝隙结果数据集,计算获得太阳能电池片的数量。
10.一种数片机,其特征在于,包括相机、光源和处理器;
所述光源对层叠的太阳能电池片打光;
所述相机采集层叠的太阳能电池片的图像;
所述处理器包括权利要求9所述的图像处理与计数系统。
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- 2023-08-08 CN CN202310998276.2A patent/CN116993701B/zh active Active
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