基于机器视觉的硅片和电池片整齐度检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无损检测领域，具体设及基于机器视觉的娃片和电池片整齐度检测装 置及检测方法。
【背景技术】
[0002] 在太阳能电池片的生产过程中，原料娃片的入厂检验、成品电池片的出厂验收W 及电池片加工过程中的每一次工序之后都需要对娃片或电池片进行计数。太阳能娃片的厚 度很薄，普遍在180微米左右，正负误差20微米，对其计数方法多样，其中最主要的是基于 机器视觉的检测。
[0003] 在基于机器视觉的娃片和电池片计数设备（公开号为CN104713528A)的专利申请 文件中，公开了基于机器视觉的娃片和电池片计数设备，该设备包括检测机箱、电脑屏幕和 电脑机箱，电脑屏幕设置在电脑机箱上，电脑机箱与检测机箱相连；检测机箱包括箱体、设 置在箱体内部的相机、镜头、同轴光源、环形光源、支架和光源控制器和设置在箱体外部的 检测按钮、滑轨、压板、检测口、检测台、踏板开关，该踏板开关与检测机箱相连；检测按钮固 定设置在箱体的顶部，滑轨设置在箱体的一侧并延伸到箱体的顶部，在箱体上设置了滑轨 的该侧还设有配合压板使用的检测口。
[0004] 该计数设备将电脑机箱、屏幕W及测试机箱结合在一起，通过机器视觉完成对娃 片和电池片的无接触计数，操作员需将娃片或电池片层叠整理之后放置在检测机箱的检测 台上，压上压板，之后点击电脑屏幕上的虚拟检测按钮或者按下检测机箱上的检测按钮或 者踩下踏板来可启动测试，0. 5~2s之后即可得到结果，整个数量检测过程无接触、速度 快，提高了电池片生产效率。
[0005] 然而，该计数设备也存在缺陷，在检测过程中，需要手动将娃片或电池片层叠整齐 之后放置在检测台上，而娃片或电池片的整齐程度严重影响到娃片或电池片计数的精度和 效率。如果娃片或电池片未整齐放置，在计数设备和操作人员未知的情况下，完成了计数过 程，所得的计数结果可靠性和精度都大大降低。在此基础上，研究基于机器视觉的层叠娃片 和电池片整齐度的检测装置及其检测方法对于基于机器视觉的娃片和电池片计数显得尤 为重要。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的在于提供基于机器视觉的娃片和电池片整齐度检测装 置，使其克服基于机器视觉的娃片和电池片计数设备中层叠娃片和电池片的整齐程度未知 的问题，提高娃片和电池片计数精度和系统适用性；本发明的另一目的在于提供基于机器 视觉的娃片和电池片整齐度的检测方法。
[0007] 技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[000引基于机器视觉的娃片和电池片整齐度的检测装置，包括电脑屏幕、电脑机箱和检 测机箱，电脑屏幕设置在电脑机箱上，电脑机箱与检测机箱相连；在检测机箱上设有检测按 钮，在检测机箱的一侧设有检测台，检测台贴紧检测机箱的一侧设置，在检测机箱的该侧设 有配合检测台使用的检测口；检测机箱包括箱体，在箱体内设有线激光光源、同轴光源、镜 头、相机、光源控制器和支架，所述的线激光光源、同轴光源和相机均分别通过支架固定在 箱体内的底板上；其中，检测台、检测口、同轴光源、镜头和相机沿直线依次设置，同轴光源、 镜头和相机在同一中屯、轴线上，所述的线激光光源固定在检测口与同轴光源之间，所述的 线激光光源的位置偏离镜头所在的中屯、线位置；所述的线激光光源、同轴光源与光源控制 器分别相连；所述的镜头与相机相连。
[0009] 所述的光源控制器通过USB与电脑机箱相连。
[0010] 所述的相机为CMOS百万相机，相机通过USB与电脑机箱相连。
[0011] 所述的检测台为X形检测台。
[0012] 基于机器视觉的娃片和电池片整齐度的检测装置的检测方法，包括如下步骤：
[0013] 1)接收开始计数信号
[0014] 在娃片和电池片计数检测之前，手动将娃片或电池片层叠整齐，放置在检测台上， 然后按下检测按钮，启动测试，检测按钮通过与电脑机箱连接，电脑机箱接收开始计数的信 号；
[0015] 2)打开线激光光源
[0016] 电脑机箱与光源控制器相连，当接收到开始计数的信号之后，先向光源控制器发 送信号，打开线激光光源，进行层叠娃片或电池片整齐度的检测；
[0017] 线激光光源发射线激光，线激光在偏离相机所在的中屯、线位置，与层叠太阳能娃 片或电池片侧面平面呈45度角的方向照射到层叠太阳能娃片或电池片侧面，在层叠太阳 能娃片或电池片侧面上形成光条；当太阳能娃片或电池片层叠整齐时，激光照射在层叠太 阳能娃片或电池片侧面上形成一条弯曲度较小的平缓光线；当太阳能娃片或电池片层叠不 整齐时，线激光照射在层叠太阳能娃片或电池片侧面上形成一条弯曲度较大的光线；
[001引 4)获取图像
[0019] 与层叠太阳能娃片或电池片处于同一中屯、线上的相机，垂直拍摄到在线激光光源 照射下的层叠太阳能娃片或电池片侧面图像；电脑机箱通过相机获取到在线激光光源照射 下的层叠太阳能娃片或电池片侧面图像；
[0020] 5)判断层叠娃片或电池片整齐程度
[0021] 求取每一片太阳能娃片或电池片上的光线的中屯、位置，提取所有中屯、位置的坐标 (X，y)，基于此坐标簇建立离散函数y=f(X)，求取离散函数f(X)的极值和均值，W及极值 与均值的差值，取差值的绝对值最大值作为衡量太阳能娃片或电池片层叠的整齐程度的偏 差。当娃片或电池片层叠整齐时，偏差很小，娃片或电池片层叠完全整齐，偏差基本为零；当 层叠娃片或电池片层叠不整齐时，偏差很大；
[0022] 6)娃片或电池片整齐程度是否满足计数要求：
[0023] 设定阔值，当步骤5)中的偏差小于等于此阔值时，认为娃片或电池片的层叠整齐 程度满足娃片或电池片的计数要求，在电脑屏幕显示娃片或电池片的层叠整齐信息，并进 行后续计数功能；当当步骤5)中的偏差大于此阔值时，认为娃片或电池片的层叠整齐程度 不满足计数要求，在电脑屏幕显示娃片或电池片的层叠整齐信息，中止此次计数并提示操 作员重新层叠娃片或电池片。
[0024] 有益效果：与现有技术相比，本发明的基于机器视觉的娃片和电池片整齐度的检 测装置通过使用激光光源W偏离相机与被测物所在的中屯、面45度角的方向照射层叠娃片 和电池片侧面，将不可测的层叠娃片和电池片侧面的整齐程度信息转换为可测量的光线中 屯、线信息，完成对娃片或电池片整齐度的检测，装置结构简单，易于保养和维护，具备很好 的实用性；本发明基于机器视觉的娃片和电池片整齐度的检测方法，通过将获取的光线中 屯、位置坐标转换为离散函数并进行极值检测，计算出表征层叠娃片和电池片侧面的整齐程 度的偏差信息，克服了基于机器视觉的娃片和电池片计数设备中层叠娃片和电池片的整齐 程度未知的问题，提高娃片和电池片计数精度和系统适用性。
【附图说明】
[00巧]图1为检测装置结构示意图；
[0026]图2为检测机箱的结构示意图；
[0027] 图3为检测方法的流程图；
[0028] 图4为线激光光源照射层叠娃片或电池片示意图；
[0029] 图5为娃片和电池片整齐度判断方法示意图；
[0030] 图6为娃片和电池片整齐度偏差计算方法示意图。 具体实施例
[0031] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。
[0032] 实施例1基于机器视觉的娃片和电池片整齐度的检测装置
[003引如图1所示，基于机器视觉的层叠娃片和电池片整齐度的检测装置，包括电脑屏 幕1、电脑机箱2和检测机箱3,电脑屏幕1设置在电脑机箱2上，电脑机箱2与检测机箱3 相连。
[0034] 如图2所示，在检测机箱3上设有检测按钮4,在检测机箱3的一侧设有检测台5， 检测台5贴紧检测机箱3的一侧设置，在检测机箱3的该侧设有配合检测台使用的检测口 6。检测机箱3包括箱体12,在箱体12内设有线激光光源7、同轴光源8、镜头9、相机10、光 源控制器11和支架22。线激光光源7、同轴光源8和相机10均分别通过支架22固定在箱 体12底板上。箱体12是整个检测机箱3的主体部分，该箱体12除去检测口 6之外四面封 闭，将线激光光源7和同轴光源8、相机10W及镜头9保护在箱体12内部，同时降低环境光 的影响，提高检测精度。
[0035] 检测台5、检测口 6、同轴光源8、镜头9和相机10沿直线依次设置，其中，线激光光 源7固定在检测口 6与同轴光源8之间，偏离镜头9所在的中屯、线位置。
[0036] 其中，线激光光源7、同轴光源8与光源控制器11分别相连，光源控制器11通过 USB与电脑机箱2相连；镜头9与相机10相连，相机10为CMOS百万相机，相机10通过USB 与电脑机箱2相连。检测台5为X形检测台，用于放置娃片或电池片。
[0037] 工作过程：对娃片或电池片进行计数时需要将娃片或电池片手动放置在检测台5 上；检测按钮4用于启动测试，检测按钮4通过USB与电脑机箱2连接，当娃片或电池片放 置妥当之后，按下检测按钮4即可开始测试，在计数之前启动娃片或电池片整齐度的检测， 被测物通过检测口 6由线激光光源7照射之后由相机10获取层叠娃片或电池片的侧面图 像；光源控制器11通过USB与电脑机箱2相连，接收电脑机箱2发出的配置命令，并根据命 令对两个光源7和8独立的进行开关和亮度调整；相机10通过USB与电脑机箱2相连，将 获得的层叠娃片或电池片侧面图像发送给电脑机箱2,同时可接收电脑机箱2的配置命令 进行参数配置，相机10的供电也通过USB来源于电脑机箱2。
[0038] 电脑机箱2内