一种太阳能电池片智能切割方法及切割系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能电池片智能切割方法及切割系统，该系统按照如下步骤进行：系统安装完毕后，需进行一次坐标校正。校正方法是首先利用摄像机对校正板进行拍摄，获取图像上校正点的坐标，然后结合其实际坐标计算出坐标校正对照表，并将坐标校正对照表以文件的形式存入计算机；系统进行切割工作时，先对待切割太阳能电池片拍照，然后从坐标校正对照表获取与该电池片坐标对应的校正坐标，重构校正后图像，根据校正后图像获取切割路径，并根据切割路径对太阳能电池片进行切割。该系统通过对摄像机拍摄的太阳能电池片的图像进行重构，并通过重构的图像获取切割路径，避免了拍摄的图像因扭曲造成的造成误差，有效的提高了切割的精度。

An intelligent cutting method and system of solar cell

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池片智能切割方法及切割系统
本专利技术涉及太阳能电池片领域，具体涉及一种太阳能电池片智能切割方法及切割系统。
技术介绍
太阳能电池片是由很薄的硅板作为基体，是一种具有很高脆性的材料。在生产加工中容易产生毛刺,裂缝和小边缘残缺等缺陷,严重影响了产品的使用性能。对于一块成型的太阳能电池板，如果因为一些小的缺陷而废弃整块电池板则会造成极大的浪费,因此对太阳能电池板进行分块切割的时候,既要注意避开有缺陷的部分,又要使切割后可利用部分面积尽可能的大,这样会节约材料、降低成本。另外，生产中有时需要较小尺寸的电池片，以完成特殊电池板的组装。如果按照一般的计算机视频处理的方法进行分析切割，一是要求摄像机分辨率高，一是视场小，才能达到高精度，同时，由于摄像机的物理结构，离轴线中心远的场景扭曲程序大，而且呈不规律的非线性变换，造成图像分析数据与切割数据不一致，容易造成切割误差，导致精度达不到生产要求。二、应用超高分辨率的摄像机价格昂贵，而且要求处理图像的计算设备性能高，整体设备价格上升，三，由于切割平面、摄像机平面和激光机平面难以达到一致，导致切割数据与切割平面实际位置不一致，形成切割误差，也达不到生产要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种能够对摄像机拍摄的太阳能电池基片图片进行重构，并根据重构的图像确立图像数据与切割数据和电池板面实际位置之间的关系，避免因图像扭曲、平面坐标不统一造成的切割误差，有效提高切割精度的太阳能电池片智能切割方法及切割系统。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种太阳能电池片智能切割方法，按照如下方法进行：S1、校正板图像提取，将自制的校正板放到切割平台上，先控制激光器在校正板上绘制十字交叉网格，然后通过切割平台上的摄像机对该自制的校正板进行拍照，获取校正板的图像；S2、计算坐标校正对照表，提取摄像机获取的校正板图像中十字交叉点的图像坐标，并根据该校正点的图像坐标与其实际位置的关系计算出个坐标点的坐标校正对照表，并将坐标校正对照表以文件的形式存入计算机；S3、电池片切割，将所要切割的电池片放入到切割平台上，摄像机对所要切割的电池片进行拍照，获取电池片的坐标，将该电池片的坐标作为校正前坐标，从步骤S2中存入到计算机中的坐标校正对照表获取该电池片坐标对应的校正坐标，重构电池片校正后图像，利用校正后图像对电池片进行分割处理，获取切割路径，并根据切割路径对太阳片进行切割。所述S2中的计算坐标校正对照表按照如下方法进行：S201、提取校正板图像中的所有十字交叉点的坐标，并根据提取的坐标获取原点坐标、像素间距离；S202、根据获取的原点坐标、像素间距离，获取相邻行和相邻列构成的所有小方格，并通过如下算法计算出双线性插值空间变换的参数；设(x，y)是相机拍摄图像中小方格顶点象素点坐标，(u，v)该像素点校正后的坐标；针对每个小方格对应四个顶点的图像坐标(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)，和其对应的校正后坐标(u1,v1)，(u2,v2)，(ux3,v3)，(u4,v4)，根据公式(1)进行变换：即：将(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)，(u1,v1)，(u2,v2)，(ux3,v3)，(u4,v4)代入上式，即可求得每个小方格的空间变换参数θ1～θ8；对图像切割区域范围内的每个像素点，根据其所在小方格内的变换参数θ1～θ8：利用公式(3)求出该点在校正图像中交叉点的坐标；步骤S203、利用步骤S202的方法完整地计算出图像中每一个像素点校正后对应的坐标，形成坐标校正对照表，并将坐标校正对照表以文件的形式存放在计算机中。所述步骤S3电池片切割按照如下方法进行：S301、在重构的图像中分割出电池片图像像素，去除背景，找到中间白色基线，先以最大尺寸进行搜索：根据重构图像的尺寸从极线第一个像素点沿着极线搜索，如果在以极线为对称轴的尺寸范围内有残缺部分继续向下查找，如果在尺寸范围内没有残缺，则确定该搜索内的区域为第一个能切割的区域，重复这个过程，直到极线搜索完成；S302、完成最大区域的搜索后，在最大尺寸搜索完成后的剩余区域内，按照步骤S301中搜索最大区域的方法，依次完成第二大切割尺寸的搜索，直到不能搜索为止；S303、记录搜索到的所有切割块的四个坐标，根据搜索到的坐标提取计算机中与该搜索到的坐标对应的校正坐标，并形成横线和竖线，横线从高到低进行排序，竖线从左到右进行排序；S304、根据排序后的横线和竖线，依据左、右、右、左的循环方式对电池片进行切割。所述的自制校正板是由激光器在全黑的纸面上绘制出5mm间隔的方格形成的。一种太阳能电池片智能切割系统，包括：自制校正板：该自制校正板由黑色面纸，该黑色面纸上用激光器绘制有5mm间隔的网格；摄像机：用于对放到切割平台上的电池片和校正板的图像进行拍摄；处理器：利用校正板进行图像坐标校正，并将坐标校正对照表进行存储,系统进行切割工作时，利用摄像头获取电池片图像，根据存储的坐标校正对照表对图像进行校正，获取校正后图像，并根据校正后图像获取切割路径；激光切割机：根据处理器获取的切割路径对电池片进行切割。本专利技术的有益效果是：直接利用切割系统的激光器在校正板上绘制用于校正十字交叉网格，确保校正后图像坐标与切割机机械坐标一致性。通过对摄像机拍摄的太阳能电池基片的图像进行重构，并通过重构的图像获取切割路径，避免了拍摄的图像因扭曲造成的造成误差，有效的提高了切割的精度，达到了电池片切割生产的精度要求。附图说明图1是本专利技术实施例中校正板的图像；图2是本专利技术实施例中拍摄到校正板的实际图像；图3是本专利技术中摄像机获取校正板中小方格的示意图；图4为本专利技术中经过校正处理后校正板中小方格的示意图；图5是本专利技术中所要切割的太阳能电池基板与切割路径的示意图；图6是本专利技术中切割系统的框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例一种太阳能电池片智能切割方法，按照如下方法进行：...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池片智能切割方法，其特征在于，按照如下方法进行：/nS1、校正板图像提取，将自制的校正板放到切割平台上，先控制激光器在校正板上绘制十字交叉网格，然后通过切割平台上的摄像机对该自制的校正板进行拍照，获取校正板的图像；/nS2、计算坐标校正对照表，提取摄像机获取的校正板图像中十字交叉点的图像坐标，并根据该校正点的图像坐标与其实际位置的关系计算出个坐标点的坐标校正对照表，并将坐标校正对照表以文件的形式存入计算机；/nS3、电池片切割，将所要切割的电池片放入到切割平台上，摄像机对所要切割的电池片进行拍照，获取电池片的坐标，将该电池片的坐标作为校正前坐标从步骤S2中存入到计算机中的坐标校正对照表获取该电池片坐标对应的校正坐标，根据该校正坐标获取切割路径，并根据切割路径对太阳片进行切割。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池片智能切割方法，其特征在于，按照如下方法进行：
S1、校正板图像提取，将自制的校正板放到切割平台上，先控制激光器在校正板上绘制十字交叉网格，然后通过切割平台上的摄像机对该自制的校正板进行拍照，获取校正板的图像；
S2、计算坐标校正对照表，提取摄像机获取的校正板图像中十字交叉点的图像坐标，并根据该校正点的图像坐标与其实际位置的关系计算出个坐标点的坐标校正对照表，并将坐标校正对照表以文件的形式存入计算机；
S3、电池片切割，将所要切割的电池片放入到切割平台上，摄像机对所要切割的电池片进行拍照，获取电池片的坐标，将该电池片的坐标作为校正前坐标从步骤S2中存入到计算机中的坐标校正对照表获取该电池片坐标对应的校正坐标，根据该校正坐标获取切割路径，并根据切割路径对太阳片进行切割。


2.根据权利要求1所述一种太阳能电池片智能切割方法，其特征在于，所述S2中的计算坐标校正对照表按照如下方法进行：
S201、提取校正板图像中的所有十字交叉点的坐标，并根据提取的坐标获取原点坐标、像素间距离；
S202、根据获取的原点坐标、像素间距离，获取相邻行和相邻列构成的所有小方格，并通过如下算法计算出双线性插值空间变换的参数；
设(x，y)是相机拍摄图像中小方格顶点象素点坐标，(u，v)该像素点校正后的坐标；
针对每个小方格对应四个顶点的图像坐标(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)，和其对应的校正后坐标(u1,v1)，(u2,v2)，(ux3,v3)，(u4,v4)，根据公式(1)进行变换：



即：



将(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)，(u1,v1)，(u2,v2)，(ux3,v3)，(u4,v4)代入上式，即可求得每个小方格的空间变换参数θ1～θ8；
对图像切割区域范围内的每个像素点，根据其所在小方格内的变换参数θ1～θ8：


...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀愚，李想，葛方振，洪留荣，高向军，沈龙凤，
申请(专利权)人：安徽图算智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34