专利名称：一种光伏组件缺陷检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池检测工艺技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件缺陷检测方法及系统。
背景技术：
随着能源危机的日益凸显，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。 由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能光伏发电成为开发利用新能源的主要方向。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应从而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池片，太阳能电池片经过焊接，串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能光伏组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统。光伏组件的某些电池片在进行焊接过程中，由于温度较高或焊接时间较长将导致的局部细栅线与主栅线断开，对待测组件进行电致发光成像，所得图像上，在断开区域显示为长方形的黑斑阴影。参考图1，图I示出了待测光伏组件图像中存在黑斑阴影的一块电池片的黑斑阴影示意图，在电池片I的一条主栅线2上方存在三个长方形的黑斑阴影3。现有的光伏组件缺陷检测方法首先对待测组件进行成像，之后人工与标准图片对比判断目测所述图像中所有存在黑斑阴影的电池片中黑斑阴影的总面积。所得总的黑斑阴影面积与设定的质量标准比较，判断光伏组件是否合格。通过上述描述可知，现有的光伏组件缺陷检测方法是人工与标准图片对比判断目测所述图像中所有存在黑斑阴影的电池片中黑斑阴影的总面积，而每个组件有几十个甚至是上百个电池片，其中存在黑斑阴影的电池片几个甚至是几十个，工作量大，而人工估算的工作效率低，且精确度差，易造成错选或漏选。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏组件缺陷检测方法及系统，所述检测方法工作效率高、测量精确度好。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种光伏组件缺陷检测方法，该方法包括对光伏组件进行缺陷检测成像，得到待测光伏组件图像，所述图像上具有多个黑斑阴影区域，所述黑斑阴影区域的亮度低于其它区域的亮度；对所述待测光伏组件图像进行扫描；采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标，其中，得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布；某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表不对应的黑斑阴影区的大小；利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和；判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。优选的，上述方法中，所述对光伏组件进行缺陷检测成像为采用EL成像装置对待测光伏组件进行缺陷检测成像。优选的，上述方法中，所述坐标的横坐标方向与电池片主栅线的延伸方向相同，纵坐标的方向与所述黑斑阴影区域的延伸方向相同。优选的，上述方法中，所述黑斑阴影区域的延伸方向是指在像平面内与所述横坐标的方向垂直的方向。本发明还提供了一种光伏组件缺陷检测系统，该系统包括成像单元，用于对待测光伏组件进行缺陷检测成像；图像处理单元；其中，所述图像处理单元包括用于对所述待测光伏组件图像进行图像扫描的扫描单元；用于采集得到所述图像中亮暗交界处坐标的坐标采集单元，所述采集单元采集的多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标， 得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布，其中，某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大小；用于计算待测光伏组件图像中黑斑阴影面积的计算单元，所述计算的单元利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和；判断单元，所述判断单元判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。优选的，上述系统中，所述成像单元为EL成像装置。从上述技术方案可以看出，本发明所提供的光伏组件缺陷检测方法包括对光伏组件进行缺陷检测成像，得到待测光伏组件图像，所述图像上具有多个黑斑阴影区域，所述黑斑阴影区域的亮度低于其它区域的亮度；对所述待测光伏组件图像进行扫描；采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标，其中，得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布；某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大小；利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和； 判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。通过上述技术方案的描述可知，本发明所提供的光伏组件缺陷检测方法通过所述第一坐标和第二坐标计算每一个黑斑阴影的面积，对所有的黑斑阴影面积求和后，将所得和值与标准值比较，判断所测组件是否合格。可实现光伏组件黑斑阴影面积的自动测量，同时还可以根据计算结果自动判断所述组件是否合格。相比与现有的检测方式，检测效率高， 且精确度好。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图
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具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一本实施例提供了一种光伏组件缺陷检测方法，参考图2，所述方法包括步骤SI :对光伏组件进行缺陷检测成像，得到待测光伏组件图像。可采用EL成像装置对待测的光伏组件进行检测成像，得到待测组件的EL图像，所述图像上具有多个黑斑阴影区域，所述黑斑阴影区域的亮度低于其它区域的亮度。如图I 所示，在待测组件的EL图像上，其中一个含有黑斑阴影的电池片的图像中有三个长方形的黑斑阴影。步骤S2 :对所述待测光伏组件图像进行扫描。在上述步骤SI中通过EL成像装置对待测组件成像后，对所得的图像进行扫描，以获取含有待测组件缺陷数据的图像信息。步骤S3 :采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标。得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布，在待测组件中的图像中， 一个由亮到暗的交接处到其最近的一个由暗到亮的区域为一个黑斑阴影。参考图I和图3，光伏组件4中每一个电池片I的两条主栅线2是平行的，且光伏组件4中同一行的电池片I的对应的主栅线2是在一条直线上。所以，优选的，可将电池片的主栅线延伸方向设定为所述坐标的横坐标方向，将与所述黑斑阴影区域的延伸方向设定为所述坐标的纵坐标方向。其中，可用某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大小。由图3可知，黑斑阴影为长方形区域，对于一个黑斑阴影，其亮暗交接处为两条线段，每条线段上的点横坐标相同，线段两个端点的纵坐标差值为黑斑阴影区域的长度，为已知的定值，即电池片主栅线2到与其平行的相邻边的距离。所以，只需采集黑斑阴影的两个亮暗交接处的横坐标即可，即一个黑斑阴影的第一坐标和第二坐标只需采集二者的横坐标值即可。在进行坐标采集时，可以以行或列为单位对待测光伏组件中所有存在黑斑阴影的电池片进行坐标采集，即第进行一坐标和第二坐标采集。所述坐标采集顺序不唯一，本实施例中所述以每行或每列电池片进行坐标采集为一种优选实施方式。步骤S4 :利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和。根据上述第一坐标和第二坐标可求出所述第一坐标和第二坐标对应的黑斑阴影的宽度，即采集的第一坐标和第二坐标的横坐标的差值。将所得差值的绝对值乘以已知的长度值，即可求得对应黑斑阴影的面积。本发明是精确求解出光伏组件中黑斑阴影的具体的面积大小。而现有技术在测量光伏组件黑斑阴影的面积时通过人工与标准图片对比判断目测所述图像中所有存在黑斑阴影的电池片中黑斑阴影的总面积，即通过设置在标准图片上的坐标对黑斑阴影进行估算测量，精确度低，误差较大。故本发明所求光伏组件黑斑阴影的面积较现有技术更为精确。通过上述方法可求得所有黑斑阴影的面积，将所有黑斑阴影的面积求和可得待测光伏组件图像中所有黑斑阴影的的总面积。同时，可以求出所有黑斑阴影的第一坐标和第二坐标后，将所有的第二坐标相加减去所有的第一坐标，所得数值的绝对值乘以已知的长度值，即可求得所有黑斑阴影的总面积。步骤S5 :判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。得出待测光伏组件的图像中所有黑斑阴影的总面积时，可将其与设定的标准值比较，若大于标准值，则所述组件为不合格，需要进行返修；若小于或等于标准值，则为合格。通过上述光伏组件缺陷检测方法的描述可知，所述检测方法可以通过自动扫描黑斑阴影的第一坐标和第二坐标，根据所述第一坐标和第二坐标的差值求得对应黑斑阴影的面积，求得所有的黑斑阴影的面积后，对所有的黑斑阴影面积求和，将所得和值与标准值比较，判断组件是否合格。可实现光伏组件黑斑阴影面积的自动计算，同时还可以根据计算结果自动判断所述组件是否合格。相比与现有的人工检测方式，检测效率高，且精确度好。实施例二基于上述实施例中光伏组件缺陷检测方法，本实施例提供了一种光伏组件缺陷检测系统，参考图4，所述检测系统包括成像单元011，图像处理单元012。其中，所述成像单元011用于对待测光伏组件进行缺陷检测成像，以获得含有组件缺陷信息的检测图像，所述图像上具有多个黑斑阴影区域，所述黑斑阴影区域的亮度低于其它区域的亮度。参考图5,所述图像处理单元012包括扫描单元021，所述扫描单元021用于对所述待测光伏组件图像进行图像扫描，以获取含有待测组件缺陷数据的图像信息；坐标采集单元022，所述坐标采集单元022采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标，得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布，在待测组件中的图像中，一个由亮到暗的交接处到其最近的一个由暗到亮的区域为一个黑斑阴影；其中，某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大小。由于黑斑阴影为长方形区域，所以对于一个黑斑阴影，其亮暗交接处为两条线段，每条线段上的点横坐标相同，线段两个端点的纵坐标差值为黑斑阴影的长度，为已知的定值，所以，只需采集黑斑阴影自身的两个亮暗交接处的横坐标即可，即一个黑斑阴影的第一坐标和第二坐标只需采集二者的横坐标值即可；计算单元023，所述计算单元023利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差， 计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和，根据上述第一坐标和第二坐标可求出所述第一坐标和第二坐标对应的黑斑阴影的宽度，即采集的第一坐标和第二坐标的横坐标的差值。将所得差值的绝对值乘以已知的长度值，即可求得对应黑斑阴影的面积；判断单元024，所述判断单元024判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格，若小于或等于标准值，则为合格产品。其中，所述坐标的横纵坐标方向设定与实施例一中相同。通过上述描述可知，所述光伏组件缺陷检测系统可实现待测光伏组件的黑斑阴影面积的自动计算，同时，还可以根据计算结果自动判断所述组件是否合格，检测效率高，且精确度好。实施例三本发明技术方案所述光伏组件缺陷检测系统可以可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现。所以，在上述实施例的基础上，本实施例提供了另一种光伏组件缺陷检测系统。参考图6，图6为本发明实施例提供的另一种光伏组件缺陷检测系统的结构示意图。所述系统包括用于对光伏组件进行成像的EL成像装置,EL为“eIectroluminescence” 的缩写，如图6中上方的虚线方框所示；与所述EL成像装置连接的图像处理装置8，所述图像处理装置8为安装有实施例二中所述图像处理单元的计算机。其中，直流稳压电源9为所述EL成像装置提供工作电流，使待测组件10电致发光，以便于照相机7对其进行成像，得到含有组件缺陷信息的图像。需要说明的是，图6仅为一个结构示意图，由于EL成像装置结构及各部件连接关系较为复杂，为了便于描述说明，图6中仅通过所述虚线方框示意其结构；所述EL成像装置，又称EL测试仪，是根据太阳电池的电致发光原理而研制的用于检测和研究光伏组件产品质量的测试装置。参考图7，图7为本发明所述EL成像装置进行光伏组件成像时的正视图。所述EL 成像装置主要分为三个部分传输区A、成像区B以及传输区C。所述传输区A、成像区B以及传输区C划分如图中两虚线所示。具体的，所述传输区A、传输区C主要传送光伏组件，其主要部件是传动轮11及缠绕在所述传动轮11上的传动皮带12。被检测光伏组件22在所述传输皮带12上传输，图中箭头所示方向为所述皮带12的传输方向。两条虚线之间部分为所述EL成像装置的成像区B。所述成像区B包括暗室13， 所述暗室13左右两侧与所述传输区A、传输区C传送皮带12的对应位置设置有暗室入口和暗室出口，所述暗室入口和暗室出口分别设置有可以自动开关的安全门14和安全门15 ;设置在所述暗室13内的支架平台16。其中，所述支架平台16设置举升气缸17，用于控制所述支架平台16的高度；所述支架平台16上方设置有多个、等间距、平行分布的传动滚筒18，所述传动滚筒18上缠绕有传送皮带12。光伏组件22在所述暗室13内传送时，通过设置在传送皮带12两侧的导向滚筒19 对所述光伏组件22进行限位，防止其走偏。通过设置在所述支架平台16上的定位挡块21 控制所述光伏组件传送至待成像位置后，正负极接电探针20(由于作图视角限制，图中只示出了一个电探针)与所述光伏组件22的正负极连接，为所述组件供电，使其电致发光，通过摄像机22获得所述光伏组件的图像信息，并将所述图像信息传送给与之连接的图像处理装置。所述安全门14和安全门15连接有开门控制传感器和关门控制传感器，以控制所述安全门的开启和闭合。光伏组件的位置通过设置在传送方向上的位置传感器确定。需要说明的是，由于观测视角的限制，同时为了便于图示说明，图7中部分结构， 如所述位置传感器、控制所述安全门开关的传感器等部件未示出。当待测组件移动到成像工艺点后，所述位置传感器控制所述定位挡块21上升，使所述光伏组件22停止运动，同时所述正负极接电探针20与所述组件的正负极连接，为所述组件供电，使其电致发光，通过摄像机23获得所述光伏组件22的图像，并将所述图像传送给与之连接的图像处理装置进行质量检测。之后，所述定位挡块21下降，所述光伏组件被传送出暗室13，继续下一个光伏组件的检测。所述图像处理装置获取所述图像，与实施例二相同，首先，通过其内部的扫描单元对所述图像进行图像扫描，以获取含有待测组件缺陷数据的图像信息。之后通过坐标采集单元采集坐标，根据所采集的坐标信息，通过计算单元计算图像中所有黑斑阴影区域的面积之和。最后，通过判断单元判断被检测光伏组件是否合格。可通过图像处理装置显示器输出检测结果。具体的处理过程可参考实施例二中个单元的处理过程。通过上述描述可知，采用本实施例所述的光伏组件缺陷检测系统，可实现待测光伏组件的黑斑阴影面积的自动计算，同时，还可以根据计算结果自动判断所述组件是否合格，检测效率高，且精确度好。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或
者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，
并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如 R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种光伏组件缺陷检测方法，其特征在于，包括对光伏组件进行缺陷检测成像，得到待测光伏组件图像，所述图像上具有多个黑斑阴影区域，所述黑斑阴影区域的亮度低于其它区域的亮度；对所述待测光伏组件图像进行扫描；采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标，其中，得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布；某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和；判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述对光伏组件进行缺陷检测成像为采用EL成像装置对待测光伏组件进行缺陷检测成像。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述坐标的横坐标方向与电池片主栅线的延伸方向相同，纵坐标的方向与所述黑斑阴影区域的延伸方向相同。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述黑斑阴影区域的延伸方向是指在像平面内与所述横坐标的方向垂直的方向。
5.一种光伏组件缺陷检测系统，其特征在于，包括成像单元，用于对待测光伏组件进行缺陷检测成像；图像处理单元；其中，所述图像处理单元包括用于对所述待测光伏组件图像进行图像扫描的扫描单元；用于采集得到所述图像中亮暗交界处坐标的坐标采集单元，所述采集单元采集的多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标，得到的多个坐标中，所述第一坐标与第二坐标交替分布，其中，某一第二坐标与前一个第一坐标的差值表示对应的黑斑阴影区的大小；用于计算待测光伏组件图像中黑斑阴影面积的计算单元，所述计算的单元利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和； 判断单元，所述判断单元判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述成像单元为EL成像装置。
全文摘要
本发明公开了一种光伏组件缺陷检测方法及系统，所述方法包括对光伏组件进行缺陷检测成像，得到待测光伏组件图像；对所述待测光伏组件图像进行扫描；采集得到所述图像中亮暗交界处的坐标，多个坐标中，将由亮区到暗区的坐标作为第一坐标，将由暗区到亮区的坐标作为第二坐标；利用所述图像中第一坐标与第二坐标的坐标差，计算得出所述图像上所有黑斑阴影区域的面积之和；判断所述黑斑阴影区域的面积之和是否大于标准值，若是，则该待测光伏组件为不合格。所述技术方案相比与现有的检测方式，检测效率高，且精确度好。
文档编号G01N21/88GK102590222SQ20121005703
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者张贺超, 闫伟 申请人:英利能源(中国)有限公司