基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法，系统包括至少两个线阵相机、至少两个FPGA模块以及主计算单元；其中一个FPGA模块生成同步信号并发送至其他FPGA模块，所述同步信号用于控制线阵相机采集电芯极片的图像数据，将所述图像数据发送至线阵相机对应的FPGA模块，FPGA模块对接收的图像数据进行逐行计数，同时根据同步信号进行计数更新和按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，并对每N行图像数据进行处理获得一个电芯极片涂布区域的边沿测量值，将所述边沿测量值以及对应的行结果数据生成测宽包发送至所述主计算单元进行宽度计算和对齐度检测，该系统能够实现不同纵向的宽度检测节点间的计算结果的严格配准。果的严格配准。果的严格配准。

【技术实现步骤摘要】
基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及锂电池检测
，尤其涉及一种基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法。

技术介绍

[0002]通常检查电芯极片涂布对齐度检查和宽度测量的方法，是在同一条生产线的不同检测工位，包括极片的正反面进行边沿识别定位，再将需要比较的测量点的数据根据测量点间的纵向位置进行延时匹配后进行计算。由于不同工位的相机的图像没有严格的同步信号，同时测量点位的计算结果经常是一段纵向长度后产生，不同测量点计算过程也可能没有同步，导致测量点位的测量计算位置即使延时后也不能做到位置的完全匹配。没有配准的对齐度结果可靠性将大大降低。
[0003]专利文献CN109636717A公开了一种锂电池涂布检测分析方法，该方法包括步骤：分别将第一相机和第二相机进行相机标定；将标定后的第一相机和第二相机进行联合标定，确定第一相机的参考位置和第二相机的参考位置；联合标定后的第一相机和第二相机分别采集锂电池的极片图像，并对各自采集到的极片图像进行拼接处理，得到正面目标图像和反面目标图像；对正面目标图像和反面目标图像进行对齐分析；对正面目标图像和反面目标图像进行测量分析；对正面目标图像和反面目标图像进行缺陷检测。文中拼接的方法需要在获取图像的完整数据后，在沿着边沿进行对齐，然后再分析对齐度，因此耗时比较久；此外，为了观察边沿对齐度而需要获得整个极片的图像，占用很多内存空间，尤其在极片很大很长的情况下，弊端尤为明显。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法，能够有效提高电芯极片对齐和宽度的检测，并且能够有效节约计算机空间。
[0005]一种基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统，包括设置在电芯极片涂布生产线上不同位置的至少两个线阵相机、分别与至少两个线阵相机连接的至少两个FPGA模块以及主计算单元；其中一个FPGA模块生成同步信号并发送至其他FPGA模块，所述同步信号用于控制线阵相机采集电芯极片的图像数据，将所述图像数据发送至线阵相机对应的FPGA模块，FPGA模块对接收的图像数据进行逐行计数，同时根据所述同步信号进行计数更新和按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，并对每N行图像数据进行处理获得一个电芯极片涂布区域的边沿测量值，将所述边沿测量值以及对应的行结果数据生成测宽包发送至所述主计算单元进行宽度计算和对齐度检测。
[0006]进一步地，所述至少两个线阵相机中，部分线阵相机用于对电芯极片的其中一面的图像数据进行采集，部分线阵相机用于对电芯极片的另一面的图像数据进行采集。
[0007]进一步地，所述同步信号包括曝光同步信号，所述曝光同步信号用于控制各个线
阵相机同时采集电芯极片的图像数据。
[0008]进一步地，所述同步信号还包括计数清零同步信号，所述FPGA模块根据所述计数清零同步信号进行逐行计数清零、更新行结果数据以及按照设定的测宽复位延迟量进行定时。
[0009]进一步地，所述至少两个线阵相机中，以最靠近收卷位置的线阵相机为第0号线阵相机，所述第0号线阵相机对应的FPGA模块接收到所述计数清零同步信号时将逐行计数清零并重新进行计数，并对每N行图像数据进行处理获得一个边沿测量值，将所述边沿测量值和对应的行数据结果发送至主计算单元，其他FPGA模块根据所述计数清零同步信号将逐行计数清零并开始重新进行计数，按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，将延迟之后的每N行图像数据进行处理获得一个边沿测量值，将所述边沿测量值和对应的行数据结果发送至主计算单元。
[0010]进一步地，所述测宽复位延迟量根据以下公式进行计算：；其中，N表示每获得一个边沿测量值的图像数据的行数，D
i
表示第i号线阵相机与第0号线阵相机之间的物理距离，用第i号线阵相机与第0号线阵相机在极片上相差的行数表示，表示向下取整符号，K
i
表示第i号线阵相机的测宽复位延迟量，i=1,2,3,
……
M
‑
1，M为线阵相机的数量。
[0011]进一步地，对电芯极片的局部位置进行标记，所述主计算单元生成复位信号发送至所有FPGA模块，各个FPGA模块进行逐行计数清零并开始重新计数，各个线阵相机将标记区域所在的局部横向位置图像数据发送至所述主计算单元，同时各个FPGA模块将对应的行计数发送至所述主计算单元，主计算单元计算带标记的局部横向位置图像数据之间相差的行数获得第i号线阵相机与第0号线阵相机在极片上相差的行数D
i
。
[0012]进一步地，所述主计算单元接收到所述边沿测量值以及对应的行结果数据之后，将除所述第0号线阵相机以外的其他线阵相机对应的FPGA模块发送的行结果数据加上对应的线阵相机与第0号线阵相机在极片上相差的行数D
i
，并存入缓存队列。
[0013]进一步地，所述主计算单元从所述缓存队列中读取行数相同的边沿测量值计算宽度和对齐度。
[0014]一种采用上述系统的基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测方法，包括：其中一个FPGA模块生成同步信号并发送至其他FPGA模块;根据所述同步信号控制线阵相机采集电芯极片的图像数据，将所述图像数据发送至线阵相机对应的FPGA模块;FPGA模块对接收的图像数据进行逐行计数，同时根据所述同步信号进行计数更新和按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，并对每N行图像数据进行处理获得一个电芯极片涂布区域的边沿测量值，将所述边沿测量值以及对应的行结果数据生成测宽包发送至所述主计算单元进行宽度计算和对齐度检测。
[0015]本专利技术提供的基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统及方法，至少包括如下有益效果：
（1）采用硬件信号同步技术，根据同步信号控制各个线阵相机采集电芯极片的图像数据，能够保证图像数据采集的同步和一致性，通过设定的测宽复位延迟量解决测量点位的测量计算位置延后的问题，保证图像数据和测量位置的一致性，可以实现不同纵向的宽度检测节点间的计算结果的严格配准，从而得到精确结果而非估计结果；（2）只需要给边沿检测结果增加一个行计数值，就可以将同一物理位置上的所有边沿结果一一对应出来，节省了内存空间；（3） FPGA模块计算出边沿检测结果后实时传给主计算单元，主计算单元经过行数变换后实时传给缓存队列，然后便可以实时对同一位置的结果进行对齐度和宽度计算，效率高，尤其在数据量很大的时候可以大大缩短计算时间。
[0016]（4）系统中涉及到的时间、距离，都用图像数据的行数来表示，避免了不同单位之间的转换，计算简单且准确。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统一种实施例的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术提供的基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统中线阵相机一种实施例的布局图。
[0019]图3为本专利技术提供的基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬件信号同步的电芯极片对齐和宽度检测系统，其特征在于，包括设置在电芯极片涂布生产线上不同位置的至少两个线阵相机、分别与至少两个线阵相机连接的至少两个FPGA模块以及主计算单元；其中一个FPGA模块生成同步信号并发送至其他FPGA模块，所述同步信号用于控制线阵相机采集电芯极片的图像数据，将所述图像数据发送至线阵相机对应的FPGA模块，FPGA模块对接收的图像数据进行逐行计数，同时根据所述同步信号进行计数更新和按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，并对每N行图像数据进行处理获得一个电芯极片涂布区域的边沿测量值，将所述边沿测量值以及对应的行结果数据生成测宽包发送至所述主计算单元进行宽度计算和对齐度检测。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个线阵相机中，部分线阵相机用于对电芯极片的其中一面的图像数据进行采集，部分线阵相机用于对电芯极片的另一面的图像数据进行采集。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步信号包括曝光同步信号，所述曝光同步信号用于控制各个线阵相机同时采集电芯极片的图像数据。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步信号还包括计数清零同步信号，所述FPGA模块根据所述计数清零同步信号进行逐行计数清零、更新行结果数据以及按照设定的测宽复位延迟量进行定时。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述至少两个线阵相机中，以最靠近收卷位置的线阵相机为第0号线阵相机，所述第0号线阵相机对应的FPGA模块接收到所述计数清零同步信号时将逐行计数清零并重新进行计数，并对每N行图像数据进行处理获得一个边沿测量值，将所述边沿测量值和对应的行数据结果发送至主计算单元，其他FPGA模块根据所述计数清零同步信号将逐行计数清零并开始重新进行计数，按照设定的测宽复位延迟量进行延迟，将延迟之后的每N行图像数据进行处理获得一个边沿测量值，将所述边沿测量值和对应的行数据结果发送至主计算单元。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测宽复位延迟量根据以下公式进行计算：；其中，N表示每获得一个边沿测量值的图像数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟洪萍，阮永蔚，胡美琴，
申请(专利权)人：浙江双元科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：