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研究生: 林庭立
Ting-li Lin
論文名稱: 基於SUSAN演算法之太陽能電池表面裂痕瑕疵檢測研究
Study of Surface Defect Inspection for Solar Cell based on SUSAN Corner Detection Algorithm
指導教授: 蔡明忠
MING-JONG TSAI
口試委員: 郭中豐
Chung-Feng Jeffrey Kuo
李敏凡
Min Fan Ricky Lee
陳金聖
Chin-Sheng Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 89
中文關鍵詞: 太陽能電池裂痕檢測Susan角點偵測改良式SUSAN角點偵測
外文關鍵詞: Solar cell, Crack inspection, SUSAN corner detection, Improved SUSAN corner detection
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  • 本論文的目的在發展太陽能電池之表面瑕疵檢測技術。利用線型CCD具快速、高解析度及檢測範圍大等特性,結合影像處理演算法,進行瑕疵檢測,使用改良式SUSAN角點偵測法檢測太陽能電池表面裂痕瑕疵,太陽能電池灰階影像中的裂痕瑕疵包含有破裂、破孔、微裂等。並對於SUSAN角點演算法幾何門檻值設定,針對不同幾何外型與不同門檻值的關聯性做深度探討,得出不同角點角度與幾何門檻值之關聯性。在灰階差異門檻值取值方式上,改良式SUSAN角點演算法經由影像灰階值和對比度進行分析,提出不同影像對比度下,灰階差異門檻值的自適應取值方式。同時本研究利用以線型CCD或掃描器所擷取的多晶矽太陽能電池影像做驗證,項目包括刮痕、裂痕、破孔與邊緣破裂。經實驗結果,對於不同角點偵測的參數設定,在自適應灰階差異門檻值、幾何門檻值g=18的設定下,能得到最佳的檢測結果。


    This study focuses on developing an automatic defect detection technology of a solar cell. A line scan CCD with high speed, high resolution, and vast inspecting scope is utilized to detect the surface defects by integrating image processing methods. This study employs the improved SUSAN corner detection algorithm to detect the defects such as crack, pinhole etc. In order to properly set the thresholds of SUSAN corner detection algorithm, the correlation between different geometry and different threshold is investigated to obtain the relation of different corner angles and geometry. For the threshold setting of gray scale differences, the improved SUSAN corner detection algorithm is use to analyze image gray value and image contrast. Thus, the gray scale difference threshold is adaptively selected according to different image contrast. This method is evaluated with an octagonal poly-silicon solar cell images grabbed by a line scan CCD or a scanner. The experimental items include scratch, fracture, pinhole, and crack. From the experimental results for parameter settings of different corner detection, it shows that the best results can be obtained by using geometry threshold of 18.

    摘要 I ABSTRACT II 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 本文架構 5 第二章 相關文獻回顧 7 2.1 太陽能電池介紹 7 2.2 太陽能電池材料與種類介紹 8 2.2.1 單晶矽太陽能電池 10 2.2.2 多晶矽太陽能電池 10 2.2.3 非晶矽太陽能電池 11 2.3 太陽能電池製程簡介 13 2.4 太陽能電池瑕疵檢測相關文獻 14 2.5 隨機紋理瑕疵檢測相關文獻 16 第三章 改良式SUSAN角點偵測法 18 3.1 MORAVEC 角點偵測 18 3.2 HARRIS 角點偵測 20 3.3 KLT角點偵測 23 3.4 SUSAN角點偵測 24 3.5 改良式SUSAN角點演算法 26 3.6 改良式SUSAN演算法幾何門檻值與角點尖銳度關係 30 第四章 系統架構與實驗設備 40 4.1 實驗機台架構 40 4.2 取像系統 41 4.2.1 線型掃描攝影機(Line Scan Camera) 41 4.2.2 光學鏡頭(Lens) 42 4.2.3 影像擷取卡(Frame Grabber) 44 4.2.4 照明設備(Lighting) 45 4.2.5 運動平台 47 4.3 整合系統 49 4.3.1 取像整合 49 4.3.2 軟體整合 50 第五章 實驗結果與討論 51 5.1 檢測流程 51 5.2 改良式SUSAN角點偵測流程 52 5.3 實驗結果與討論 54 5.3.1 太陽能電池裂痕之檢測結果 57 5.3.2 太陽能電池破裂與破孔之檢測結果 60 5.3.3 太陽能電池崩邊之檢測結果 62 5.3.4 太陽能電池破裂之檢測結果 65 5.3.5 太陽能電池破孔之檢測結果 68 5.3.6 結果比較與討論 70 第六章 結論與未來研究方向 71 6.1 結論 71 6.2 未來研究方向 72 參考文獻 73 作者簡介 76

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