太陽(yáng)能電池片幾何測(cè)量和位置校正技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)器視覺(jué)作為太陽(yáng)能電池片的幾何及位置信息測(cè)量的一種非接觸式檢測(cè)，由于其對(duì)象選擇范圍廣、生產(chǎn)效率高、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，目前已被工業(yè)生產(chǎn)、工程測(cè)量、國(guó)防軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文圍繞單晶硅太陽(yáng)能電池片的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)，介紹了硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能，系統(tǒng)地分析了各模塊的設(shè)計(jì)依據(jù)，綜合應(yīng)用模電、數(shù)電、SOPC、機(jī)器視覺(jué)以及圖像處理的知識(shí)，對(duì)電池片的幾何測(cè)量和位置校正展開(kāi)研究。
　　首先，為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池片的幾何測(cè)量和位置校正，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FP

2、GA的相機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括CMOS相機(jī)模塊、百兆以太網(wǎng)模塊、SDRAM模塊和FPGA及其周邊模塊。根據(jù)檢測(cè)精度的要求，對(duì)硬件系統(tǒng)各模塊的作用進(jìn)行分析，完成各模塊器件的選型。繪制原理圖并制作PCB，利用QuartusⅡ及NIOSⅡ軟件進(jìn)行Verilog HDL和C語(yǔ)言的編寫(xiě)，調(diào)試硬件電路，實(shí)現(xiàn)電池片圖像的上位機(jī)顯示與存儲(chǔ)。
　　其次，針對(duì)太陽(yáng)能電池片的幾何測(cè)量問(wèn)題，文中采用張正友平面標(biāo)定法對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)相機(jī)的內(nèi)參矩陣計(jì)算有效焦距

3、并求出單個(gè)像素的實(shí)際尺寸，通過(guò)對(duì)相機(jī)和鏡頭的選擇，提出一種降低相機(jī)像素且滿足精度要求的亞像素邊緣提取法對(duì)電池片邊緣進(jìn)行提取，利用霍夫變換定位太陽(yáng)能電池片主柵線并計(jì)算偏轉(zhuǎn)角。
　　最后，根據(jù)硬件系統(tǒng)拍攝的電池片圖像及幾何測(cè)量主要性能指標(biāo)的要求分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從幾何測(cè)量精度和圖像處理時(shí)間兩方面考慮，結(jié)合嵌入式相機(jī)系統(tǒng)PCB的加工工藝，完成器件的布線布局及阻抗匹配。經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)際考慮，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能電池片，文中最后分析了太