[發明專利]泡沫鎳中銅顆粒自動檢測方法及系統

無效

• 申請號: 201310227827.1
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103293167A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 耿振偉;夏勝平;趙華榮;李星;朱濟群;易湘琢
• 申請（專利權）人: 湖南竟寧科技有限公司
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 魏國先;李宇

技術領域

本發明涉及一種泡沫鎳中銅顆粒自動檢測方法及系統。?

背景技術

隨著人類環保意識的不斷增強，石油資源逐年減少，油價逐步攀升，降低汽車污染和節約能源已成為世界各國政府面臨的嚴峻問題。蓄電池技術和氫氣的制取、運輸、儲存、成本等嚴重制約了電動汽車和燃料電池汽車的發展，而在混合動力汽車中，由于采用了高功率的能源儲存裝置（蓄電池、超級電容等）能向汽車提供瞬時的能量而可減小發動機尺寸，提高效率，降低排放和燃油消耗，且可在進行制動和減速時回收能量。

鎳氫電池具有高比功率、循環次數多，電流充放電大、無記憶效應、使用溫度范圍寬、無污染、安全性能好等特點，因而被廣泛應用在混合動力汽車上。在全球鎳系列二次電池出貨量快速增長的帶動下，作為鎳氫電池正極使用材料的泡沫鎳迎來了一個快速發展的時期。?

基于汽車電池安全問題，銅為汽車動力電池的禁用物質，其控制標準為：表面尺寸大于0.2mm的銅顆粒30萬平米允許1個(即0.2mm的銅污染，每5萬輛車里允許一個)。?

日本住友公司應用日本基恩士影像技術成功開發了銅顆粒在線檢測系統，且在技術上進行高度保密，泡沫鎳出廠指標達到了PEVE公司及其它動力汽車電池廠家的質量要求。?

國內鎳氫電池在汽車上的運用仍處于研發匹配階段，這主要是由于作為鎳氫電池主要原材料的泡沫鎳含有銅雜質而無法達到汽車電池使用標準。如果泡沫鎳中銅雜質自動檢測與報警系統研制成功將極大地提升中國在新能源電池行業的競爭力，該項目的研制成功具有重要的經濟和社會效益。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種可連續、簡單、高效、準確檢出泡沫鎳中銅顆粒的自動檢測方法及系統。?

為了解決上述技術問題，本發明泡沫鎳中銅顆粒自動檢測方法為：在泡沫鎳的傳送工作臺的上、下兩側配置用于采集泡沫鎳表面圖像的多個彩色圖像采集裝置，這些彩色圖像采集裝置與工業計算機連接，彩色圖像采集裝置所采集的泡沫鎳表面圖像數據輸入工業計算機，先進行白平衡濾波，消除彩色圖像采集裝置采集成像中的偏色影響；然后將RGB色彩空間轉換為HSV色彩空間，轉換后基于H通道進行中值濾波以消除噪聲；再設定檢測的H通道區分值為80<H<180的所在泡沫鎳表面區域確定為銅顆粒區域，該區域以外的部分為非銅區域，并將銅顆粒區域和非銅區域分別用灰度值255和0表示，從而得到二值圖像；為確定候選區域的位置和區域大小，對二值圖像中的白色區域進行區域生長，找出外接矩形，該外接矩形即為銅顆粒候選區域；最后對候選區域提取顏色直方圖和顏色空間特征，并通過學習訓練好的SVM分類器，決策分類器，Adaboost分類器進一步確認銅顆粒候選區域是否含有銅異物，如果有，則發出警告，等待工作人員處理即可。?

本發明還提供了一種泡沫鎳中銅顆粒自動檢測系統，其包括用于提供泡沫鎳的上料裝置；用于傳送泡沫鎳的工作臺；設于工作臺上、下兩側的彩色圖像采集裝置，且處于彩色圖像采集裝置拍攝區域的工作臺為鏤空結構；設于彩色圖像采集裝置兩側的光源；用于控制工作臺運行狀態的運動控制器；與運動控制器及彩色圖像采集裝置電連接的工業計算機。?

上述方案的進一步改進為，在工作臺上、下兩側的彩色圖像采集裝置有三排，且三排彩色圖像采集裝置錯開排列，使三排彩色圖像采集裝置拼接的視場能覆蓋泡沫鎳的整個橫向距離。每排彩色圖像采集裝置的兩側分別設有光源。?

上述方案的進一步改進為，工作臺的上、下三排彩色圖像采集裝置皆為3、3、2排列，即第一、第二排為3個彩色圖像采集裝置，第三排為2個彩色圖像采集裝置。?

上述方案的進一步改進為，該彩色圖像采集裝置3優選為彩色照相機。?

上述方案的進一步改進為，該工業計算機與運動控制器之間通過PLC模塊連接。?

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為：?

（1）本發明在銅異物檢測時采用兩類方法，具體實現方式是先采用泡沫鎳圖像的紅、綠、藍分量的H通道進行粗檢測，且閾值設得較低，從而保證不會有漏檢，再采用學習訓練好的分類器進行虛警濾除，從而使得銅異物在線檢測速度快、實時性強、定位準確，精度高；

（2）檢測時與待檢測物無須接觸，發現異物時，可自動標識有異物的位置，并可控制停機和倒轉聯動；