[發(fā)明專利]一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010114940.9
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111307818B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳忠;郝煜亞;謝聲揚(yáng);張憲民
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/95;G01B11/00;G06K9/32;G06T7/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裴磊磊

1.一種鋰電池極耳激光焊點視覺在線檢測方法，其特征在于，包括步驟：

采集PCM極耳全局圖像與電芯極耳全局圖像；

對PCM極耳全局圖像和電芯極耳全局圖像進(jìn)行劃分，得到鋰電池極耳局部圖像；

對得到的鋰電池極耳局部圖像的對比度進(jìn)行判斷，確定為正常對比度或低對比度；

依據(jù)判斷的對比度結(jié)果采取相應(yīng)方法從極耳局部圖像中提取極耳ROI，得到PCM極耳圖像和電芯極耳圖像：

對于正常對比度的PCM極耳局部圖像、電芯極耳局部圖像，采用OTSU算法進(jìn)行閾值化，并在二值圖像中采用尋找最小外接矩形法，所有外接矩形中面積最大的矩形就是極耳ROI；

對于低對比度的PCM極耳局部圖像、電芯極耳局部圖像，采用累加灰度像素數(shù)逼近法進(jìn)行閾值化，并在二值圖像中采用尋找最小外接矩形法，所有外接矩形中面積最大的矩形就是極耳ROI；

得到的極耳ROI即為極耳圖像；

正常對比度的PCM極耳局部圖像提取后獲得正常對比度的PCM極耳圖像，低對比度的PCM極耳局部圖像提取后獲得低對比度的PCM極耳圖像，正常對比度的電芯極耳局部圖像提取后獲得正常對比度的電芯極耳圖像，低對比度的電芯極耳局部圖像提取后獲得低對比度的電芯極耳圖像；

依據(jù)判斷的對比度采取相應(yīng)方法進(jìn)行PCM極耳圖像的焊點檢測：

對于正常對比度的PCM極耳圖像，采用斑點分析或霍夫圓變換的方法進(jìn)行焊點檢測；

對于低對比度的PCM極耳圖像，焊點檢測步驟包括：

對PCM極耳圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理；

采用Log-Gabor even濾波器進(jìn)行濾波處理，處理后進(jìn)行霍夫圓變換檢測圓；

改變Log-Gabor even濾波器的參數(shù)σ₀，σ₀是決定帶寬的參數(shù)，重復(fù)濾波處理和檢測圓若干次；

將每一次Log-Gabor even濾波后進(jìn)行霍夫圓變換檢測到的圓結(jié)果，累計在一起進(jìn)行篩選操作，最后保留真正的焊點；

通過檢測的PCM極耳圖像中的焊點坐標(biāo)和預(yù)先獲取的標(biāo)定信息，映射預(yù)估電芯極耳圖像中的焊點坐標(biāo)；

在電芯極耳圖像中，以得到的每一個映射預(yù)估焊點坐標(biāo)為中心生成一個正方形ROI；

在正方形ROI中進(jìn)行焊點檢測，如果檢測到焊點就對預(yù)估的焊點坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償，得到實際的電芯極耳圖像中的焊點坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集PCM極耳全局圖像與電芯極耳全局圖像的步驟中，采用2組圓頂光源和黑白工業(yè)相機(jī)模組對鋰電池的電芯極耳與PCM極耳進(jìn)行全局圖像采集；

所述光源采用藍(lán)光照明；兩個工業(yè)相機(jī)對置安裝，圖像采集時鋰電池位于兩個工業(yè)相機(jī)中間；兩個相機(jī)分別采集PCM極耳全局圖像和電芯極耳全局圖像；所述電芯極耳全局圖像和PCM極耳全局圖像均涵蓋左、右2個極耳；兩個工業(yè)相機(jī)模組完全相同，視場重合區(qū)域需要完全覆蓋左右極耳；綜合相機(jī)曝光時間和光源光強(qiáng)應(yīng)該達(dá)到的成像效果是使得正常無褶皺極耳在圖像中的灰度值為255。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對PCM極耳全局圖像PCM極耳全局圖像和電芯極耳全局圖像進(jìn)行劃分的步驟中，電芯極耳全局圖像劃分為電芯左極耳局部圖像和電芯右極耳局部圖像；PCM極耳全局圖像劃分為PCM左極耳局部圖像和PCM右極耳局部圖像；每個極耳局部圖像均要求完整地包含該極耳輪廓，且極耳局部圖像應(yīng)該涵蓋全局圖像中鋰電池極耳因為鋰電池裝夾誤差導(dǎo)致可能出現(xiàn)的所有位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對得到的鋰電池極耳局部圖像的對比度進(jìn)行判斷的步驟中，包括：

將極耳局部圖像的灰度直方圖統(tǒng)計結(jié)果劃分為3區(qū)間：低灰度值區(qū)間、中等灰度值區(qū)間、高灰度值區(qū)間；

通過高灰度值區(qū)間像素和S_h與中等灰度值區(qū)間像素和S_m的比值δ，判斷極耳局部圖像的對比度：

如果δ大于等于預(yù)設(shè)的常數(shù)const，則將極耳局部圖像判斷為正常對比度，否則為低對比度；其中常數(shù)const通過對一個無褶皺正常極耳圖像的高灰度值區(qū)間像素數(shù)總和與中等灰度值區(qū)間像素數(shù)總和的商做參照，并且可以在實時運(yùn)行中不斷累計求平均值來減小誤差。