三结砷化镓太阳电池作为空间电源的主力军,不仅可以为航天器提供电能,还能为蓄电池充电,其缺陷的存在对航天器的正常工作有直接影响。传统的太阳电池缺陷检测主要依靠人工来进行判断,但该方法由于效率低、识别缺陷类型少、主观因素影响大等缺点已逐渐被机器视觉检测法替代。目前基于机器视觉的太阳电池缺陷检测主要围绕电致发光和可见光成像法,光致发光成像法的相关研究较少。针对以上问题,本文以单片太阳电池为研究对象,光致发光成像技术为研究方法,研制了一套三结砷化镓太阳电池缺陷检测系统。首先根据系统的实际需求和光致发光的原理,提出系统的整体方案,完成硬件系统的选型和搭建,将软件系统按照功能分为CAD识图、移动控制、图像采集、图像处理和检测结果输出五个模块,对每个模块分别进行设计,最后整合在一起,实现电池的缺陷检测功能。在图像处理模块中,针对电池缺陷和玻璃盖片缺陷设计不同的算法。在处理电池缺陷时,先通过预处理算法实现ROI区域的选取、图像的滤波降噪和图像对比度和亮度的增强。然后根据黑片、隐裂和显裂缺陷的不同视觉特征,设计不同的图像处理算法,在黑片缺陷处理中,主要分析对比多种阈值分割方法,从中选取Niblack局部阈值分割来识别黑片缺陷;在隐裂与显裂缺陷处理中,对反转后的图像使用膨胀运算扩展缺陷区域,基于Canny边缘检测算子识别隐裂和显裂缺陷,通过手动阈值分割和二值膨胀运算连接缺陷,再运用粒子滤波将二值图像中非缺陷的像素点滤除。最后提出基于粒子分析获取缺陷所占的比例与图像中粒子的数量实现电池缺陷类型的分类。在处理玻璃盖片缺陷时,先对图像的ROI区域依次进行中值滤波和局部阈值分割,然后根据缺陷与栅线存在交集这一特征,将图像中的栅线去除,最后通过滤除粒子运算识别盖片缺陷。最后完成整体系统的搭建,通过采集电池图像来测试系统的稳定性、重复性和检测效率。测试结果表明,本系统可以实现电池黑片、隐裂和显裂及玻璃盖片缺陷的无接触和自动识别,且电池缺陷的识别率为95%,单片电池平均检测时间在1.4s左右,为三结砷化镓太阳电池缺陷检测的研究提供了一定的参考。