基于3D相机的焊接质量检测方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了基于3D相机的焊接质量检测方法、系统、设备及介质，其中，3D相机包含用于扫描电芯长边的第一相机组，以及用于扫描电芯短边的第二相机组；其焊接质量检测方法包括：响应于拍摄信号采集所述第一相机组和所述第二相机组所拍摄的点云数据，将所有点云数据转换为深度图像并进行显示；对所述深度图像进行焊缝长宽定位以获得焊缝区域，并在所述焊缝区域内生成剖面轮廓线，基于预先构建的焊缝缺陷模型对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析并标记出焊缝的关键特征点以判断出焊缝是否存在缺陷。本发明专利技术可准确将焊缝内侧和焊缝外侧缺陷表示出来，提高质量检测准确度。提高质量检测准确度。提高质量检测准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于3D相机的焊接质量检测方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及动力电池质量检测领域，尤其涉及一种基于多组3D相机的焊接质量检测方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]动力电池顶盖激光焊接焊缝质量决定动力电池的安全性能，很多工厂都严格实现100%在线检测。目前大多数公司还是采用工人在显微相机下实现100%人工检测。这种检测方法受工人的熟练程度，工人情绪和疲劳程度影响。对于一些微小缺陷比如凹坑、裂纹和针孔等小缺陷，很容易漏杀。特别是在那些高度信息的缺陷，如焊缝偏高或偏低，很难通过人眼之间区分好。在这种情况下，新的替代人工检测的2D、3D机器视觉技术应运而生。
[0003]但是，部分缺陷若产生在焊缝内侧和外侧，无论是2D机器视觉和3D机器视觉都无法识别，导致质量检测的准确性无法提升。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于3D相机的焊接质量检测方法、系统、设备及存储介质，可准确将焊缝内侧和焊缝外侧缺陷表示出来，提高质量检测准确度。
[0005]本专利技术的目的采用如下技术方案实现：一种基于3D相机的焊接质量检测方法， 3D相机包含用于扫描电芯长边的第一相机组，以及用于扫描电芯短边的第二相机组；其焊接质量检测方法包括：响应于拍摄信号采集所述第一相机组和所述第二相机组所拍摄的点云数据，将所有点云数据转换为深度图像并进行显示；对所述深度图像进行焊缝长宽定位以获得焊缝区域，并在所述焊缝区域内生成剖面轮廓线，基于预先构建的焊缝缺陷模型对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析并标记出焊缝的关键特征点以判断出焊缝是否存在缺陷。
[0006]进一步地，所述第一相机组，包括两个倾斜且沿电芯长度方向对称分布的第一3D相机及第二3D相机，且第一3D相机及第二3D相机反射回其接收端的激光方向与电芯长度方向呈90度夹角；所述第二相机组，包括两个倾斜且沿电芯宽度方向对称分布的第三3D相机及第四3D相机，且第三3D相机及第四3D相机反射回其接收端的激光方向与电芯宽度方向呈90度夹角。
[0007]进一步地，所述第一相机组以及所述第二相机组在相机活动模组的带动下沿电芯长度或宽度方向进行移动，电芯在电芯活动模组的带动下沿其长度方向移动，以完成所述第一相机组以及所述第二相机组对电芯长边和短边的扫描操作。
[0008]进一步地，所述焊缝长度定位的方法为：在所述深度图像中根据焊缝边缘位置分别设置三个ROI区域；根据每个ROI区域的图像灰度变化情况寻找每个ROI区域中的边缘点并拟合成直
线；根据直线方程分别计算两条直线之间的交点，根据交点以及R角物理尺寸以获得平面维度的焊缝区域。
[0009]进一步地，生成所述剖面轮廓线并对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析的方法为：将所述焊缝区域平均分为若干个子区域，基于图像所包含的深度信息在每个子区域内等距离生成该区域的剖面轮廓线；基于剖面轮廓线上焊缝内边缘与基准高度值之间的差值需小于边缘阈值的规定，在每条剖面轮廓线上分别搜索焊缝的内侧边缘点，并结合每条剖面轮廓线的高度特征确定焊缝的关键特征点及其特征值，关键特征点包括焊缝内边缘、外边缘、焊缝最高点、最低点。
[0010]进一步地，所述焊缝缺陷模型的构建方法为：获取缺陷图像并对所述缺陷图像进行分类，对图像中缺陷进行形态分析和量化处理后进行深度学习以构建出所述焊缝缺陷模型。
[0011]进一步地，还包括：利用2D相机对电芯进行拍摄以获得2D图像，并基于2D深度学习对2D图像进行分析，结合2D判断结果以及3D判断结果生成电芯缺陷报告。
[0012]进一步地，还提供一种基于多组3D相机的焊接质量检测系统，执行如上述的基于多组3D相机的焊接质量检测方法；所述系统包括：图像采集模块，用于根据拍摄信号采集第一相机组和第二相机组所拍摄的点云数据，将所有点云数据转换为深度图像并进行显示；质检分析模块，用于对所述深度图像进行焊缝长宽定位以获得焊缝区域，并在所述焊缝区域内生成剖面轮廓线，基于预先构建的焊缝缺陷模型对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析并标记出焊缝的关键特征点以判断出焊缝是否存在缺陷。
[0013]进一步地，还提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的基于多组3D相机的焊接质量检测方法。
[0014]进一步地，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述的基于多组3D相机的焊接质量检测方法。
[0015]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用机械配合成像的方式，克服以前无法把焊缝内侧和焊缝外侧缺陷表示出来的问题；机械结构上把相机安装部位实行倾斜一个角度，然后通过相机标定方法把倾斜点云变换成剖面轮廓的正方向坐标，这样就可以把内侧焊缝和外侧焊缝都表示出来。
[0016]每个相机都与所扫描的边形成一个夹角，把焊缝两侧都拍摄到，且焊缝与3D相机的激光线成90度角，避免3D相机激光线与焊缝成45度角扫描方式，这样保证每个相机的接收端在焊缝中间，使得每条边都可以得到清楚的图像，不会出现信号干扰情况，从而提高焊缝质量检测的准确度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术电芯焊接质量检测装置的立体结构示意图；
图2为本专利技术电芯焊接质量检测装置的正视图；图3为本专利技术电芯焊接质量检测装置的侧视图；图4为本专利技术基于3D相机的焊接质量检测方法的流程示意图；图5为本专利技术基于3D相机的焊接质量检测系统的模块示意图。
具体实施方式
[0018]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0019]实施例一本实施例提供一种电芯焊接质量检测装置，利用该装置代替人工对动力电池进行质量检测，可减少三维拍摄过程中出现的信号干扰，提高图像清晰度，从而提高后续质量检测准确率。
[0020]如图1所示，所述装置主要包括如下部件：支架300，装设有活动组件；第一相机组，包括两个倾斜且沿电芯长度方向对称分布的第一3D相机101及第二3D相机102，并通过所述活动组件带动第一3D相机101及第二3D相机102沿电芯长度或宽度方向移动；第二相机组，包括两个倾斜且沿电芯宽度方向对称分布的第三3D相机201及第四3D相机202，并通过所述活动组件带动第三3D相机201及第四3D相机202沿电芯长度或宽度方向移动；传输模组，架设在所述第一相机组以及所述第二相机组的下方，用于带动电芯沿电芯长度方向移动。
[0021]其中，支架300可设为龙门架，在支架300上设有活动组件，所述活动组件包括多个直线导轨，所述直线导轨的安装位置可根据实际需求进行设定，只需确保所述第一相机组以及所述第二相机组可在所述直线导轨的带动下沿电芯长度方向以及电芯宽度方向进行往返移动，以便于所述第一相机组和所述第二相机组可对准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于3D相机的焊接质量检测方法，其特征在于，多组3D相机包含用于扫描电芯长边的第一相机组，以及用于扫描电芯短边的第二相机组；其焊接质量检测方法包括：响应于拍摄信号采集所述第一相机组和所述第二相机组所拍摄的点云数据，将所有点云数据转换为深度图像并进行显示；对所述深度图像进行焊缝长宽定位以获得焊缝区域，并在所述焊缝区域内生成剖面轮廓线，基于预先构建的焊缝缺陷模型对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析并标记出焊缝的关键特征点以判断出焊缝是否存在缺陷。2.根据权利要求1所述的基于3D相机的焊接质量检测方法，其特征在于，所述第一相机组，包括两个倾斜且沿电芯长度方向对称分布的第一3D相机及第二3D相机，且第一3D相机及第二3D相机反射回其接收端的激光方向与电芯长度方向呈90度夹角；所述第二相机组，包括两个倾斜且沿电芯宽度方向对称分布的第三3D相机及第四3D相机，且所第三3D相机及第四3D相机反射回其接收端的激光方向与电芯宽度方向呈90度夹角。3.根据权利要求2所述的基于3D相机的焊接质量检测方法，其特征在于，所述第一相机组以及所述第二相机组在相机活动模组的带动下沿电芯长度或宽度方向进行移动，电芯在电芯活动模组的带动下沿其长度方向移动，以完成所述第一相机组以及所述第二相机组对电芯长边和短边的扫描操作。4.根据权利要求3所述的基于3D相机的焊接质量检测方法，其特征在于，所述焊缝的长度定位的方法为：在所述深度图像中根据焊缝边缘位置分别设置三个ROI区域；根据每个ROI区域的图像灰度变化情况寻找每个ROI区域中的边缘点并拟合成直线；根据直线方程分别计算两条直线之间的交点，根据交点以及R角物理尺寸以获得平面维度的焊缝区域。5.根据权利要求4所述的基于3D相机的焊接质量检测方法，其特征在于，生成所述剖面轮廓线并对所述剖面轮廓线的高度信息进行分析的方法为：将所述焊缝区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊峰，莫之剑，
申请(专利权)人：超音速人工智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：