一种电池极片毛刺高度检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池极片毛刺高度检测装置，装置包括：设置于电池极片一侧的正面光源、设置于电池极片另一侧的背面光源、与正面光源处于同一侧的工业相机镜头；该装置包括水平方向的光学方案和垂直方向的光学方案；同时提出了一种电池极片毛刺高度检测方法，此方法首先将电池极片图像进行预处理提取电池轮廓，根据电池极片轮廓求得电池极片方向，再通过对电池极片方向处理得到电池极片平整轮廓，最后通过电池极片平整轮廓计算出基准线，最终实现对电池极片上的毛刺进行提取，本方法将极片角度和形态学处理的方法相结合来计算基准线，提高了毛刺的测量精度。高了毛刺的测量精度。高了毛刺的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电池极片毛刺高度检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及光学方案及检出方法
，具体为一种电池极片毛刺高度检测方法及装置。

技术介绍

[0002]锂电池极片在分切中时，在极片边缘处容易产生毛刺，如果毛刺过大，容易刺破正负极片之间的保护膜，造成电池内部短路，造成起火爆炸等安全隐患。传统的锂电池极片毛刺检测通过抽检的方式，将一卷极片中的首段和尾端剪裁出来，通过人工使用离线式的影像测试仪进行判断，抽检工序复杂，时间长，但人工测量劳动强度大，结果容易产生人为误判；同时由于毛刺检测精度要求达微米级别，而人工检测是通过人工画线为基准，存在一定的测量误差。目前锂电池的毛刺自动检测方法，主要通过机器视觉光源和工业相机配合，利用同轴光源来正面强化极片轮毂，弱化背景，或者通过背部光源来提取外轮毂，相机取像后通过遍历边缘点的坐标，求出最大值相对于平均值的差值作为毛刺最大高度，来判断是否存在毛刺。
[0003]该方案的缺点首先在于光学方案上仅提取极片轮毂进行检测。在极片分切过程中很容易产生粉尘等非金属毛刺，但这些粉尘并不会影响产品质量，而通过外轮毂检测的方式并不能区分金属毛刺和粉尘，因此会造成非常多的误判，从而影响产能并造成一定的浪费。另外算法上通过遍历所有外轮廓点效率较低，鲁棒性也不强，容易受到图像噪声的干扰，对图像成像质量要求较高。
[0004]基于上述问题，亟待提出一种电池极片毛刺高度检测方法及装置，利用该方法和装置可以实时快速、准确识别毛刺高度，并且同时判断是否超过工艺设定的要求，与人工检测相比，该方法和装置有效降低了工人劳动强度，提高了毛刺检测效率和检测精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电池极片毛刺高度检测方法及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于，检测方法包括以下：
[0008]步骤S100：获取电池极片原图像，对所述电池极片图像进行预处理，得到电池极片原轮廓；
[0009]步骤S200：根据电池极片原轮廓得到电池极片方向；
[0010]步骤S300：根据电池极片方向得到电池极片方向上的平整轮廓；
[0011]步骤S400：根据电池极片方向上的平整轮廓，求出电池极片的基准线；
[0012]步骤S500：根据电池极片的基准线，对电池极片上毛刺的高度进行检测。
[0013]进一步的，步骤S100中的预处理包括以下：
[0014]步骤S110：将电池极片原图像划分为n部分电池极片图像，其中，n为自然数，取一
个最小处理单位长度为m；
[0015]步骤S120：将每部分的电池极片原图像分别按照所述最小处理单位长度m进行二值化处理，其中，设置灰度值阈值，将灰度值大于阈值的取值为255，小于灰度值阈值的取值为0；
[0016]该步骤通过图像预处理后得到的极片的边缘比较准确，提高了精准性划线的精度。
[0017]进一步的，步骤S200得到电池极片方向的具体操作如下：
[0018]步骤S210：将电池极片原轮廓向一个方向平移一个像素，得到一个新轮廓，用电池极片原轮廓减去新轮廓，得到线宽为1个像素的边界线；
[0019]步骤S220：构建以所述边界线为中心，宽度为x的掩膜矩阵B，设电池极片原轮廓为A，将A与所述掩膜矩阵B进行与运算，公式如下：
[0020][0021]得到电池极片原轮廓的ROI图像；
[0022]步骤S230：将电池极片原轮廓的ROI图像进行高斯平滑处理得到第一电池极片轮廓；
[0023]步骤S240：将电池极片轮廓1进行边缘检测得到第二电池极片轮廓；
[0024]步骤S250：提取电池极片轮廓2上的每个坐标点(x
i
，y
i
)，x
i
为第i个横坐标，y
i
为第i个纵坐标，通过最小二乘法拟合成一条直线，设目标直线函数式为y＝k1x+b1，根据公式：
[0025][0026]其中，n为坐标点数，k1为直线的斜率，得到k1值，即可确定电池极片方向；
[0027]该步骤减少了图像噪声的干扰，所得到的图像成像质量较高。
[0028]进一步的，步骤S300得到电池极片方向上的平整轮廓的具体操作如下：
[0029]步骤S310：以步骤S200得到的斜率k1为基准，创建一个以斜率k1为方向的结构元素，该结构元素为一个矩形的核，矩形的核宽度方向为n，高度方向为m；
[0030]步骤S320：将结构元素对步骤S100得到的电池极片原轮廓进行开运算；
[0031]步骤S330:先腐蚀，公式如下：
[0032][0033]再膨胀，公式如下：
[0034][0035]得到电池极片方向上的平整轮廓。
[0036]进一步的，步骤S400求电池极片基准线的具体操作如下：
[0037]步骤S410：获取步骤S300得到的电池极片方向上的平整轮廓的一系列行列坐标，x
j
为第j个横坐标，y
j
为第j个纵坐标，可以得出若干组坐标点(x
j
，y
j
)；
[0038]步骤S420：设目标函数式为y＝k2x+b2；
[0039]步骤S430：根据公式：
[0040][0041]求得目标函数式y＝k2x+b2为中的k2值；
[0042]步骤S440：根据公式：
[0043][0044]求得目标函数y＝k2x+b2中的b2值。
[0045]进一步的，步骤S500中毛刺高度检测的具体操作如下：
[0046]步骤S510:以步骤S400得到的电池极片基准线为基准，对所述电池极片基准线以外的区域进行二值化处理得到电池极片处理图像；
[0047]步骤S520：在电池极片处理图像中提取灰度值大于T的区域，T<255,判断是否粘连基准线，如果粘连则判断为毛刺,对所有毛刺区域上的点对基准线做投影,投影距离即为毛刺高度。
[0048]本专利技术方法通过提取极片角度和形态学处理的方法结合来计算基准线，提高了毛刺的测量精度。
[0049]为实现以上方法本专利技术还提供了一种电池极片毛刺高度检测装置，其特征在于，所述装置包括：设置于电池极片一侧的正面光源、设置于电池极片另一侧的背面光源、与正面光源处于同一侧的工业相机镜头；所述工业相机连接检测系统，用于接收所述检测系统对其发出的定位请求，并将定位到的电池极片原图像载入所述检测系统中，所述检测系统在接收到所述工业相机载入的图像后开始对所述图像中的电池极片进行毛刺高度检测。
[0050]进一步的，电池极片毛刺高度检测装置包括水平方向的光学方案和垂直方向的光学方案；在水平方向的光学方案中，正面光源为两个高亮平行光装置；在垂直方向的光学方案中，正面光源为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下：步骤S100：获取电池极片原图像，对所述电池极片图像进行预处理，得到电池极片原轮廓；步骤S200：根据电池极片原轮廓得到电池极片方向；步骤S300：根据所述电池极片方向得到所述电池极片方向上的平整轮廓；步骤S400：根据所述电池极片方向上的平整轮廓，求出电池极片的基准线；步骤S500：根据所述电池极片的基准线，对电池极片上毛刺的高度进行检测。2.根据权利要求1所述的一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于：所述步骤S100中的预处理包括以下：步骤S110：将所述电池极片原图像划分为n部分电池极片图像，其中，n为自然数，取一个最小处理单位长度为m；步骤S120：将所述每部分的电池极片原图像分别按照所述最小处理单位长度m进行二值化处理，其中，设置灰度值阈值，将灰度值大于阈值的取值为255，小于灰度值阈值的取值为0。3.根据权利要求1所述的一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于：所述步骤S200得到电池极片方向的具体操作如下：步骤S210：将所述电池极片原轮廓向一个方向平移一个像素，得到一个新轮廓，用所述电池极片原轮廓减去新轮廓，得到线宽为1个像素的边界线；步骤S220：构建以所述边界线为中心，宽度为x的掩膜矩阵B，设所述电池极片原轮廓为A，将A与所述掩膜矩阵B进行与运算，公式如下：得到电池极片原轮廓的ROI图像；步骤S230：将所述电池极片原轮廓的ROI图像进行高斯平滑处理得到第一电池极片轮廓；步骤S240：将所述电池极片轮廓1进行边缘检测得到第二电池极片轮廓；步骤S250：提取所述电池极片轮廓2上的每个坐标点(x
i
，y
i
)，x
i
为第i个横坐标，y
i
为第i个纵坐标，通过最小二乘法拟合成一条直线，设目标直线函数式为y＝k1x+b1，根据公式：其中，n为坐标点数，k1为直线的斜率，得到k1值，即可确定所述电池极片方向。4.根据权利要求1所述的一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于：所述步骤S300得到电池极片方向上的平整轮廓的具体操作如下：步骤S310：以所述步骤S200得到的斜率k1为基准，创建一个以所述斜率k1为方向的结构元素，该结构元素为一个矩形的核，所述矩形的核宽度方向为n，高度方向为m；步骤S320：将所述结构元素对所述步骤S100得到的电池极片原轮廓进行开运算；步骤S330:先进行腐蚀，公式如下：
接着膨胀，公式如下：得到电池极片方向上的平整轮廓。5.根据权利要求1所述的一种电池极片毛刺高度检测方法，其特征在于：所述步骤S400求电池极片基准线的具体操作如下：步骤S410：获取所述步骤S300得到的电池极片方向上的平整轮廓的一系列行列坐标，x

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志江，李伟豪，程学峰，王晓城，王建生，万群，
申请(专利权)人：珠海博明视觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：