一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法及系統(tǒng)，該檢測(cè)方法包括以下步驟：初始化檢測(cè)相機(jī)；捕獲到同步信號(hào)后，開啟視覺(jué)光源，檢測(cè)相機(jī)采集一幀圖像，標(biāo)記為P；對(duì)圖像P進(jìn)行灰度線性拉伸和高斯模糊；利用canny邊緣檢測(cè)算法，對(duì)預(yù)處理后的圖像P進(jìn)行邊緣提取；利用Hough算法，定位出鋅筒口的位置，并設(shè)置ROI圖像，過(guò)濾無(wú)關(guān)區(qū)域；利用二值化閾值分割出漿層紙區(qū)域，再利用區(qū)域生長(zhǎng)算法，得到漿層紙區(qū)域面積A；將區(qū)域面積A與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)漿層紙存在缺陷時(shí)，剔除該干電池，返回接著檢測(cè)下一個(gè)干電池。該系統(tǒng)主要包括一個(gè)工業(yè)智能相機(jī)和剔除裝置。上述檢測(cè)方法和系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)對(duì)漿層紙進(jìn)行檢測(cè)，而且具有檢測(cè)效率高、低成本等優(yōu)點(diǎn)。

A Visual Detection Method and System for Packing Defects of Dry Battery Pulp Paper

The invention discloses a visual detection method and system for filling defect of dry battery pulp paper. The detection method includes the following steps: initializing the detection camera; opening the visual light source after capturing the synchronous signal, detecting the camera to collect a frame of image and mark it as P; stretching the gray linear and Gaussian blurring the image P; using Canny edge detection algorithm, the pre-processed image P Edge extraction is carried out; the location of zinc cylinder mouth is located by Hough algorithm, and ROI image is set to filter the irrelevant area; the pulp paper area is segmented by binary threshold, and then the area A of pulp paper area is obtained by region growing algorithm; the area A is compared with the standard value, when there are defects in pulp paper, the dry battery is removed, and then the next dry electricity is detected. Pool. The system mainly includes an industrial intelligent camera and a removal device. The above detection methods and systems can not only detect pulp paper in real time, but also have the advantages of high detection efficiency and low cost.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及干電池制備技術(shù)，具體涉及一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在干電池生產(chǎn)的過(guò)程中，通過(guò)機(jī)械切割的方式，將漿層紙切割成特定的長(zhǎng)度，由機(jī)器對(duì)切割后的漿層紙進(jìn)行卷取，并通過(guò)真空吸附在填充機(jī)上，再由填充機(jī)的凸輪結(jié)構(gòu)將漿層紙?zhí)畛溥M(jìn)鋅筒的內(nèi)部，以便填充電解質(zhì)。為了滿足干電池的充放電的性能要求，漿層紙必須要與鋅筒相匹配。但是，在機(jī)械切割的精度不足、真空吸附力的不穩(wěn)定以及填充機(jī)的穩(wěn)定性等因素的影響下，在填充過(guò)程中，漿層紙難免出現(xiàn)以下缺陷：漿層紙缺失、漿層紙過(guò)高、漿層紙過(guò)低、漿層紙錯(cuò)位、漿層紙折角等。存在上述缺陷時(shí)，不僅會(huì)影響干電池的充放電性能，而且極易會(huì)出現(xiàn)漏液、慢性短路等問(wèn)題，為此，需要對(duì)填充后的漿層紙進(jìn)行檢測(cè)。目前，大多電池生產(chǎn)企業(yè)采用停機(jī)抽檢和電池終檢的方式對(duì)干電池進(jìn)行檢測(cè)，其中，以抽檢的方式，會(huì)造成大量的漏檢，而終檢則會(huì)浪費(fèi)大量的原材料，因此，需要采用可同步檢測(cè)的檢測(cè)裝置，例如板卡式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，該板卡式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)基于個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的視覺(jué)系統(tǒng)，一般由光源、光學(xué)鏡頭、CCD或CMOS相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件以及一臺(tái)PC機(jī)構(gòu)成，通過(guò)該視覺(jué)系統(tǒng)可以對(duì)填充后的漿層紙進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將存在缺陷的漿層紙?zhí)蕹瑥亩ＷC較高的合格率。但是，上述視覺(jué)系統(tǒng)在使用的過(guò)程中存在的不足是：其檢測(cè)方法需要同時(shí)使用多臺(tái)相機(jī)在多個(gè)角度對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)體積變大，系統(tǒng)集成度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且生產(chǎn)成本高；或者驅(qū)動(dòng)干電池自轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，這樣會(huì)降低檢測(cè)的效率，從而降低生產(chǎn)效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服上述存在的問(wèn)題，提供一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法不僅能夠?qū)崟r(shí)對(duì)鋅筒中的漿層紙進(jìn)行檢測(cè)，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)效率高、低成本等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于，提供一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)上述視覺(jué)檢測(cè)方法的系統(tǒng)。本專利技術(shù)的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，包括以下步驟：S1：初始化檢測(cè)相機(jī)；S2：捕獲到同步信號(hào)后，開啟視覺(jué)光源，檢測(cè)相機(jī)采集一幀圖像，標(biāo)記為P；S3：對(duì)圖像P進(jìn)行預(yù)處理，包括：灰度線性拉伸和高斯模糊；S4：利用canny邊緣檢測(cè)算法，對(duì)預(yù)處理后的圖像P進(jìn)行邊緣提取；利用Hough圓變換算法，定位出鋅筒口的位置，并設(shè)置圓形ROI圖像，過(guò)濾鋅筒外的無(wú)關(guān)區(qū)域；S5：根據(jù)漿層紙與鋅筒內(nèi)壁特征，利用二值化閾值分割出漿層紙區(qū)域，再利用區(qū)域生長(zhǎng)算法，得到漿層紙區(qū)域面積A；將漿層紙區(qū)域面積A與標(biāo)準(zhǔn)的干電池的漿層紙區(qū)域面積進(jìn)行比較：當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A小于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)低或漿層紙缺失，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A大于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)高，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A等于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙正常，返回S2。一般地，本專利技術(shù)的檢測(cè)相機(jī)采用廣角鏡頭，由于廣角鏡頭的視角大，所以可以在一定的距離內(nèi)捕獲景物的更大面積的圖像。將檢測(cè)相機(jī)設(shè)置在干電池的輸送通道的上方，鏡頭延伸至鋅筒口中心的正上方，并往下拍攝圖像；調(diào)節(jié)鏡頭與鋅筒口之間的距離，使得鏡頭的視角涵蓋在鋅筒口之內(nèi)，因而不會(huì)采集到鋅筒外的圖像，從而便于處理圖像。在一定的焦距下，鏡頭往下拍攝時(shí)能夠攝取的圖像的距離也確定，亦即通過(guò)調(diào)焦可以調(diào)節(jié)所能拍攝到的圖像的遠(yuǎn)近；在本專利技術(shù)的檢測(cè)方法中，調(diào)節(jié)相機(jī)的焦距，使得相機(jī)能夠采集的圖像為鋅筒口以下一定距離，但不到達(dá)鋅筒的底部，這樣，所以采集到的圖像呈圓環(huán)形，在采集的圖像中，物體在豎直方向的高度會(huì)等比例地轉(zhuǎn)換成圓環(huán)的寬度：具體地，從外至內(nèi)，鋅筒口由于較亮，會(huì)呈一個(gè)白色的圓環(huán)形，鋅筒內(nèi)壁到漿層紙之間的區(qū)域由于較暗，會(huì)呈黑色的圓環(huán)形陰影，漿層紙整體較亮，會(huì)呈一個(gè)白色的圓環(huán)形；由此，可以設(shè)置ROI圖像，然后計(jì)算出漿層紙的區(qū)域面積A，區(qū)域面積A的大小與漿層紙?jiān)阡\筒內(nèi)的高度相關(guān)，區(qū)域面積A越大，漿層紙?jiān)礁撸?dāng)漿層紙呈現(xiàn)的白色圓環(huán)形與鋅筒口所呈現(xiàn)的白色圓環(huán)相融合后，表示漿層紙已經(jīng)到達(dá)或高出鋅筒口的位置；據(jù)此，將出漿層紙的區(qū)域面積A與標(biāo)準(zhǔn)值作比較，即可得知檢測(cè)中的漿層紙?jiān)阡\筒內(nèi)的位置是否合格。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在步驟S5中，還得到漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S；搜索漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S，定位出漿層紙的接合區(qū)域，得到漿層紙的接合重疊點(diǎn)與接合點(diǎn)，并計(jì)算分析出漿層紙的接合夾角θ；將漿層紙的接合夾角θ與標(biāo)準(zhǔn)的干電池的接合夾角進(jìn)行比較：當(dāng)接合夾角θ大于標(biāo)準(zhǔn)的接合夾角時(shí)，判定漿層紙錯(cuò)位或漿層紙折角，將該干電池從生產(chǎn)線上剔除，返回S2；當(dāng)接合夾角θ小于或等于標(biāo)準(zhǔn)的接合夾角時(shí)，判定漿層紙正常，返回S2。一般地，接合區(qū)域?yàn)闈{層紙的首尾之間的重疊區(qū)，正常情況下，在該重疊區(qū)內(nèi)，漿層紙的首尾平整地貼合在一起，其接合點(diǎn)和重疊點(diǎn)在徑向方向上的距離較小，所以其接合夾角較小(小于或等于標(biāo)準(zhǔn)值)；當(dāng)漿層紙錯(cuò)位或漿層紙折角時(shí)，即漿層紙的首尾沒(méi)有整齊地貼合在一起，其接合點(diǎn)和重疊點(diǎn)在徑向方向上的距離較大，所以得到的接合夾角會(huì)大于標(biāo)準(zhǔn)值。由此，可以判斷漿層紙是否存在缺陷。優(yōu)選地，當(dāng)接合夾角θ大于5°時(shí)，判定漿層紙錯(cuò)位或漿層紙折角，將該干電池從生產(chǎn)線上剔除，返回S2。根據(jù)大量干電池的樣本可知，合格的干電池漿層紙的接合夾角均小于5°，以此為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出漿層紙的接合夾角θ，若接合夾角θ角大于5°，則判斷該干電池存在漿層紙錯(cuò)位或者折角缺陷。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在搜尋漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S時(shí)，沿著漿層紙卷繞的方向，由圓心出發(fā)，每隔一定角度向外搜尋漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S；當(dāng)若在一個(gè)方向內(nèi)出現(xiàn)大于一個(gè)邊緣點(diǎn)，則認(rèn)為該點(diǎn)在漿層紙的接合區(qū)域內(nèi)，取第一次出現(xiàn)的其中一個(gè)點(diǎn)作為接合重疊點(diǎn)，再取接合區(qū)域順時(shí)針?lè)较蜃詈笠粋€(gè)點(diǎn)為漿層紙區(qū)域的接合點(diǎn)，通過(guò)該兩點(diǎn)，計(jì)算得到漿層紙的接合夾角θ。其中，接合夾角θ計(jì)算方法為：將連接重疊點(diǎn)和接合點(diǎn)的直線(如圖13中的e)作為一個(gè)夾角邊，再取接合點(diǎn)的圓切線(如圖13中的f)作為另一夾角邊，兩個(gè)夾角邊之間的夾角即為接合夾角θ。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在步驟S3中，灰度線性拉伸的處理為：根據(jù)干電池漿層紙?jiān)趫D像中的灰度范圍，設(shè)定感興趣灰度區(qū)域，進(jìn)行灰度線性拉伸，其公式為：其中，式中x1，x2為干電池漿層紙?jiān)趫D像灰度范圍的最小值與最大值，y1與y2是漿層紙灰度范圍進(jìn)行灰度線性拉伸后的灰度值。在具體應(yīng)用中，由于干電池漿層紙區(qū)域灰度值在圖像中整體偏暗，通過(guò)設(shè)置斜率大于1，即改善圖像對(duì)比度，可以突出干電池漿層紙?zhí)卣鲄^(qū)域。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在步驟S3中，高速模糊的處理為：采樣二維高斯函數(shù)，得到高斯平滑模版，即：用此模版對(duì)圖像P中3×3領(lǐng)域像素點(diǎn)進(jìn)行遍歷，消除圖像中在采集過(guò)程存在的干擾噪聲。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在步驟S4中，利用Hough圓變換算法，在圖像P中進(jìn)行圓形檢測(cè)，找出與鋅筒口直徑一致的圓形，得到其圓心，然后定位出干電池在圖像中的位置，并設(shè)置圓形圖像ROI，過(guò)濾干電池外無(wú)光因素。由于干電池鋅筒口的直徑為固定的，R03干電池鋅筒口直徑為10.05mm，R6干電池鋅筒口直徑為13.45mm，因而在圖像P中，干電池的鋅筒口呈現(xiàn)的圓形直徑也是固定的，從而能準(zhǔn)確而快速地找出與鋅筒口直徑一致的圓形。本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：初始化檢測(cè)相機(jī)；S2：捕獲到同步信號(hào)后，開啟視覺(jué)光源，檢測(cè)相機(jī)采集一幀圖像，標(biāo)記為P；S3：對(duì)圖像P進(jìn)行預(yù)處理，包括：灰度線性拉伸和高斯模糊；S4：利用canny邊緣檢測(cè)算法，對(duì)預(yù)處理后的圖像P進(jìn)行邊緣提取；利用Hough圓變換算法，定位出鋅筒口的位置，并設(shè)置圓形ROI圖像，過(guò)濾鋅筒外的無(wú)關(guān)區(qū)域；S5：根據(jù)漿層紙與鋅筒內(nèi)壁特征，利用二值化閾值分割出漿層紙區(qū)域，再利用區(qū)域生長(zhǎng)算法，得到漿層紙區(qū)域面積A；將漿層紙區(qū)域面積A與標(biāo)準(zhǔn)的干電池的漿層紙區(qū)域面積進(jìn)行比較：當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A小于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)低或漿層紙缺失，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A大于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)高，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A等于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙正常，返回S2。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：初始化檢測(cè)相機(jī)；S2：捕獲到同步信號(hào)后，開啟視覺(jué)光源，檢測(cè)相機(jī)采集一幀圖像，標(biāo)記為P；S3：對(duì)圖像P進(jìn)行預(yù)處理，包括：灰度線性拉伸和高斯模糊；S4：利用canny邊緣檢測(cè)算法，對(duì)預(yù)處理后的圖像P進(jìn)行邊緣提取；利用Hough圓變換算法，定位出鋅筒口的位置，并設(shè)置圓形ROI圖像，過(guò)濾鋅筒外的無(wú)關(guān)區(qū)域；S5：根據(jù)漿層紙與鋅筒內(nèi)壁特征，利用二值化閾值分割出漿層紙區(qū)域，再利用區(qū)域生長(zhǎng)算法，得到漿層紙區(qū)域面積A；將漿層紙區(qū)域面積A與標(biāo)準(zhǔn)的干電池的漿層紙區(qū)域面積進(jìn)行比較：當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A小于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)低或漿層紙缺失，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A大于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙過(guò)高，剔除該干電池，并返回S2；當(dāng)漿層紙區(qū)域面積A等于標(biāo)準(zhǔn)值，判定漿層紙正常，返回S2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟S5中，還得到漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S；搜索漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S，定位出漿層紙的接合區(qū)域，得到漿層紙的接合重疊點(diǎn)與接合點(diǎn)，并計(jì)算分析出漿層紙的接合夾角θ；將漿層紙的接合夾角θ與標(biāo)準(zhǔn)的干電池的接合夾角進(jìn)行比較：當(dāng)接合夾角θ大于標(biāo)準(zhǔn)的接合夾角時(shí)，判定漿層紙錯(cuò)位或漿層紙折角，將該干電池從生產(chǎn)線上剔除，返回S2；當(dāng)接合夾角θ小于或等于標(biāo)準(zhǔn)的接合夾角時(shí)，判定漿層紙正常，返回S2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)接合夾角θ大于5°時(shí)，判定漿層紙錯(cuò)位或漿層紙折角，將該干電池從生產(chǎn)線上剔除，返回S2。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，在搜尋漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S時(shí)，沿著漿層紙卷繞的方向，由圓心出發(fā)，每隔一定角度向外搜尋漿層紙區(qū)域外層邊緣點(diǎn)集合S；若在一個(gè)方向內(nèi)出現(xiàn)大于一個(gè)邊緣點(diǎn)，則認(rèn)為該點(diǎn)在漿層紙的接合區(qū)域內(nèi)，取第一次出現(xiàn)的其中一個(gè)點(diǎn)作為接合重疊點(diǎn)，再取接合區(qū)域順時(shí)針?lè)较蜃詈笠粋€(gè)點(diǎn)為漿層紙區(qū)域的接合點(diǎn)，通過(guò)該兩點(diǎn)，計(jì)算得到漿層紙的接合夾角θ。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干電池漿層紙?zhí)畛淙毕莸囊曈X(jué)檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟S3中，灰度線性拉伸的處理為：根據(jù)干電池漿層紙?jiān)趫D像中的灰度范...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡松濤，張祺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州市訊思視控科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東,44