基于图像处理技术的废旧光伏组件损坏程度研究.pdf
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1、第 卷第 期 年 月常 州 工 学 院 学 报 .:./.收稿日期:基金项目:江苏省学位委员会、教育厅研究生实践创新计划项目()作者简介:刘涛()男安徽马鞍山人硕士研究生主要研究方向为绿色成形制造技术与工艺通信作者:周自强()男安徽合肥人博士副教授.基于图像处理技术的废旧光伏组件损坏程度研究刘涛周自强戴国洪(.江苏理工学院机械工程学院江苏 常州.江苏省机电产品循环利用技术重点建设实验室江苏 常熟.常熟理工学院机械工程学院江苏 常熟)摘要:当光伏组件报废时如果不对其部分零件进行回收利用会降低光伏组件的经济效益文章用图像处理技术将废旧光伏组件与其出厂时的状况进行差异性对比从而得到相似度通过相似度来
2、判断光伏组件的损坏程度关键词:光伏组件图像处理损坏程度中图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):.:由于光伏发电装机数的快速增长废旧光伏组件的数量不断增多若对废旧光伏组件处理不当不仅会导致环境污染还会造成能源浪费目前国内在对废旧光伏组件进行拆卸时大部分是单纯的人工拆卸或者机械破坏性拆卸 由于光伏组件破坏程度不一其适宜的拆卸方式也应不同破坏性较低的光伏组件适合人工细拆而破损程度较大的光伏组件则适合机械破坏式拆卸因此如何区分光伏组件的损坏程度已成为区分光伏组件拆卸方式的关键问题计算机的崛起带动了图像处理的发展研究人员将图像处理广泛用于各个方面其中就包括对物品损坏程度的研究 郭克友等设计了一套基
3、于图像处理的啤酒瓶口缺陷检测系统 熊文劼研究出一种基于图像识别的路面破损自动检测系统 杨宇昕设计了一种通过图像处理技术来分辨健康棉籽和破损棉籽的装置 一般判断物件的损坏程度就是将其与出厂时的样子进常州工学院学报 年行比对在图像处理中通过图像直方图比较就可以明确显示出两个图像的差异 本文以废旧光伏组件作为对象在获取所需图像后通过对图像的预处理得到预处理后图像的直方图再将直方图进行差异化对比计算出相似度最后得到废旧光伏组件的损坏程度并决定其拆卸方式 废旧光伏组件图像预处理.废旧光伏组件图像获取一块光伏组件通常由钢化玻璃、和电池片等部分构成图 为一个完整光伏组件的主要构成部分及其位置图 光伏组件构成
4、图光伏组件的电池片规格有 片()和 片()本文研究的是 片()电池片组成的光伏组件图片的获取方式是通过图 中的传送带将光伏组件运输到 工业相机下方然后利用相机实时捕捉每个光伏组件的图像最后将图像传输到电脑上进行后续操作图 图像获取示意图选取 张不同损坏程度的图像与完好的图像进行对比完好与损坏的光伏组件如图 所示()图为完好的光伏组件()图为有划痕的光伏组件()图为破裂的光伏组件()图为电池片丢失的光伏组件 基于工厂对不同损坏程度的光伏组件的拆卸方式进行综合分析并以光伏组件主要损坏方式(破裂与丢失)为例对拆卸方式进行如下定义:电池片上有划痕定为轻微磨损采用人工细拆方式进行拆卸电池片有破裂现象定为
5、中度磨损采用人工粗拆的方式进行拆卸电池片丢失则定为严重破损采用机器破坏式拆卸图 不同状态的光伏组件图在图像处理中图像的灰度直方图是一种重要的分析工具其中蕴含着重要的信息 对图像进行分割和特征提取都需要用到灰度直方图因此如何有效地提取图像的灰度特征显得尤为重要 不同状态的光伏组件图像的灰度直方图如图 所示()图为完好光伏组件的灰度直方图()图为有损坏的光伏组件的灰度直方图 灰度直方图的 轴为灰度级 轴为各灰度级出现的相对频率 由图 两种状态下光伏组件的灰度直方图可以清晰地看出左侧值较高右侧值较低这是因为光伏组件整体成分主要是以黑色为主 可看出()图中 轴最右侧 第 期刘涛等:基于图像处理技术的废
6、旧光伏组件损坏程度研究处的波峰比()图的高一些这是因为裂痕为白色在颜色中白色为()完好的光伏组件灰度直方图()有损坏的光伏组件灰度直方图图 不同状态光伏组件图像的灰度直方图.图像直方图均衡化与膨胀处理废旧光伏组件电池片损坏时不只是破损和缺失有时只是电池片的颜色发生轻微变化导致本身机能衰退以至于需要回收处理 直方图均衡化是通过将图像的直方图分布改为近似均匀分布来提高灰度图像对比度的一种方法 本实验针对废旧光伏组件在损坏时颜色上的轻微变化通过灰度图像对比度直方图均衡化增强方法对这些轻微颜色变化的点进行处理得到其损坏程度此外废旧光伏组件损坏时经常伴有很多细微的损坏点例如细小的裂痕、刮蹭和细小的穿孔等
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