CN104833925A - 一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统 - Google Patents

一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统。所述检测系统，包括：用于对燃料电池双极板检测前输送和检测后分拣的双极板输送装置，双极板图像采集装置，以及双极板图像处理装置；双极板图像采集装置采集燃料电池双极板的图像，并传输给双极板图像处理装置；所述双极板图像处理装置将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。本发明针对目前应用的燃料电池双极板提出基于机器视觉的双极板表面信息检测方法及系统，实现在线检测，降低双极板误用率及生产成本。

Description

一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统。
背景技术
燃料电池双极板是燃料电池堆中的关键部件。它将燃料电池单体串联在一起，一侧连接单体的阳极，另一侧连接相邻单体的阴极。因此，它承担着电堆中各单体的导通作用，同时也起到了分隔氧化剂和还原剂的作用。
目前，机器视觉已较为广泛的应用于工业中，特别是半导体及电子行业，但燃料电池双极板的检测却很少应用机器视觉相关技术。这不仅造成了检测过程中的误检、不准确情况的发生，也造成了企业成本的上升。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法及系统，本发明针对目前应用的燃料电池双极板提出基于机器视觉的双极板表面信息检测方法及系统，实现在线检测，降低双极板误用率及生产成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法，包括：
采集燃料电池双极板的图像；
将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；
基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
其中，在所述将采集到的图像与双极板标准图像进行比较之前，还包括：
对采集到的图像进行图像滤波处理；
在所述获得燃料电池双极板的参数之后，还包括：
将获得的燃料电池双极板的参数与双极板标准图像的参数进行比较，以确定燃料电池双极板是否合格。
其中，所述对采集到的图像进行优化，包括：
对采集到的图像进行图像二值化处理，获得第一处理数据；
对第一处理数据进行坐标标定变换，获得第二处理数据；
对第二处理数据进行坐标测量，获得第三处理数据，优化结束。
其中，在所述采集燃料电池双极板的图像之前，还包括：
预置双极板标准图像、双极板标准图像的参数以及匹配度误差范围。
其中，所述燃料电池双极板的参数，包括：双极板流场流道类型、流道宽度值、双极板长度值、双极板宽度值。
一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统，包括：用于对燃料电池双极板检测前输送和检测后分拣的双极板输送装置，用于采集双极板图像的双极板图像采集装置，以及用于对采集到的双极板图像进行处理的双极板图像处理装置；所述双极板输送装置、双极板图像采集装置均与双极板图像处理装置连接；
双极板图像采集装置采集燃料电池双极板的图像，并传输给双极板图像处理装置；
所述双极板图像处理装置将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
其中，所述双极板输送装置，包括用于传送燃料电池双极板的传送带以及用于抓取以分拣燃料电池双极板的机械抓手，所述机械抓手与双极板图像处理装置连接。
其中，所述双极板图像采集装置，包括：用于系统照明的光源LED灯、用于检测燃料电池双极板是否到达预定位置的位置传感器以及用于采集到达预定位置的燃料电池双极板图像的工业面阵CCD相机，所述光源LED灯、位置传感器以及工业面阵CCD相机均与双极板图像处理装置连接。
其中，所述双极板图像处理装置，包括计算机，所述计算机通过数据传输线分别与双极板输送装置、双极板图像采集装置连接。
其中，所述数据传输线为USB数据传输线。
有益效果：
本发明所述的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统，包括：用于对燃料电池双极板检测前输送和检测后分拣的双极板输送装置，用于采集双极板图像的双极板图像采集装置，以及用于对采集到的双极板图像进行处理的双极板图像处理装置；所述双极板输送装置、双极板图像采集装置均与双极板图像处理装置连接。本发明针对目前应用的燃料电池双极板提出基于机器视觉的双极板表面信息检测方法及系统，实现在线检测，降低双极板误用率及生产成本。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法的流程图。
图2是本发明具体实施方式提供的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统的结构示意图。
图中：
1-双极板输送装置；2-双极板图像采集装置；3-双极板图像处理装置；10-传送带；11-机械抓手；20-光源LED灯；21-位置传感器；22-工业面阵CCD相机；30-计算机。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
图1是本发明具体实施方式提供的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法的流程图。如图1所示，本发明所述的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法，包括：
采集燃料电池双极板的图像；
将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；
基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
本发明技术方案通过采集燃料电池双极板的图像，然后将采集到的图像与标准图像进行比较，如果与标准图像相差太大，超过匹配度误差范围，则不再对采集到的图像进行优化，作为不合格双极板处理；如果与标准图像的相差较小，在匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化，基于优化后的图像，获得精确的燃料电池双极板的参数。
在所述将采集到的图像与双极板标准图像进行比较之前，还包括：
对采集到的图像进行图像滤波处理。通过对采集到的图像进行图像滤波处理，以消除噪点图像。
在所述获得燃料电池双极板的参数之后，还包括：
将获得的燃料电池双极板的参数与双极板标准图像的参数进行比较，以确定燃料电池双极板是否合格。通过参数比较，以判定所采集的燃料电池双极板是否合格，进而计算出合格数量与所占检测总数的百分比、以及合格检测时间分布。
所述对采集到的图像进行优化，包括：
对采集到的图像进行图像二值化处理，获得第一处理数据；
对第一处理数据进行坐标标定变换，获得第二处理数据；
对第二处理数据进行坐标测量，获得第三处理数据，优化结束。通过对采集到的燃料电池双极板的图像进行优化，以提取其精准的各项参数，便于与标准图像参数进行比较。
在所述采集燃料电池双极板的图像之前，还包括：
预置双极板标准图像、双极板标准图像的参数以及匹配度误差范围。
所述燃料电池双极板的参数，包括：双极板流场流道类型、流道宽度值、双极板长度值、双极板宽度值。
实施例2：
图2是本发明具体实施方式提供的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统的结构示意图。如图2所示，本发明所述的一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统，包括：用于对燃料电池双极板检测前输送和检测后分拣的双极板输送装置1，用于采集双极板图像的双极板图像采集装置2，以及用于对采集到的双极板图像进行处理的双极板图像处理装置3；所述双极板输送装置1、双极板图像采集装置2均与双极板图像处理装置3连接；
双极板图像采集装置2采集燃料电池双极板的图像，并传输给双极板图像处理装置3；
所述双极板图像处理装置3将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
本发明针对目前应用的燃料电池双极板提出基于机器视觉的双极板表面信息检测方法及系统，实现在线检测，降低双极板误用率及生产成本。
所述双极板输送装置1，包括用于传送燃料电池双极板的传送带10以及用于抓取以分拣燃料电池双极板的机械抓手11，所述机械抓手11与双极板图像处理装置3连接。
通过传送带10实现对燃料电池双极板的检测前输送，以及通过传送带10与机械抓手11相配合实现对燃料电池双极板的检测后分拣。
所述双极板图像采集装置2，包括：用于系统照明的光源LED灯20、用于检测燃料电池双极板是否到达预定位置的位置传感器21以及用于采集到达预定位置的燃料电池双极板图像的工业面阵CCD相机22，所述光源LED灯20、位置传感器21以及工业面阵CCD相机22均与双极板图像处理装置3连接。光源LED灯20采用短波长可见光，工业面阵CCD相机22为含有图像采集卡的工业面阵CCD相机22，通过该相机可以获得高清晰度的双极板表面图像信息。
所述双极板图像处理装置3，包括计算机30，所述计算机30通过数据传输线分别与双极板输送装置1、双极板图像采集装置2连接。优选地，所述数据传输线为USB数据传输线。计算机30处理图像方法采用Halcon编程，处理结果显示于计算机30人机交互界面中，并通过计算机30实现对整个系统的控制。
所述检测系统的工作过程如下：
开启光源LED灯20；
双极板到达传送带10，位置传感器21传输信号至计算机30；
工业面阵CCD相机22采集双极板图像，并通过USB传输图像数据至计算机30；
计算机30中Halcon程序对图像处理，得出结果；
计算机30根据输出结果控制传送带10对双极板分拣。
在本方案中，计算机30处理图像信息包括对燃料电池双极板流场流道类型的判断，流场流道的宽度检测，双极板长度值，双极板宽度值，流场流道的完整度检测。计算机30采用图像匹配方法将采集到的双极板图像与数据库中保存的双极板标准图像进行对比分析。根据对比结果，若与标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化，即通过采用图像滤波二值化处理原始图像，通过坐标标定及变换得出长度值。计算机30根据图像处理结果显示双极板流场流道类型，流道宽度值，双极板长度值，双极板宽度值，流道完整与否判定，通过程序统计模块进行是否合格判定，合格数量与所占检测总数的百分比，合格检测时间分布等信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测方法，其特征在于，包括：
采集燃料电池双极板的图像；
将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；
基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述将采集到的图像与双极板标准图像进行比较之前，还包括：
对采集到的图像进行图像滤波处理；
在所述获得燃料电池双极板的参数之后，还包括：
将获得的燃料电池双极板的参数与双极板标准图像的参数进行比较，以确定燃料电池双极板是否合格。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对采集到的图像进行优化，包括：
对采集到的图像进行图像二值化处理，获得第一处理数据；
对第一处理数据进行坐标标定变换，获得第二处理数据；
对第二处理数据进行坐标测量，获得第三处理数据，优化结束。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述采集燃料电池双极板的图像之前，还包括：
预置双极板标准图像、双极板标准图像的参数以及匹配度误差范围。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述燃料电池双极板的参数，包括：双极板流场流道类型、流道宽度值、双极板长度值、双极板宽度值。
6.一种基于机器视觉的燃料电池双极板检测系统，其特征在于，包括：用于对燃料电池双极板检测前输送和检测后分拣的双极板输送装置，用于采集双极板图像的双极板图像采集装置，以及用于对采集到的双极板图像进行处理的双极板图像处理装置；所述双极板输送装置、双极板图像采集装置均与双极板图像处理装置连接；
双极板图像采集装置采集燃料电池双极板的图像，并传输给双极板图像处理装置；
所述双极板图像处理装置将采集到的图像与双极板标准图像进行比较，若与双极板标准图像的图像差在允许的匹配度误差范围内，则对采集到的图像进行优化；基于优化后的图像，获得燃料电池双极板的参数。
7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述双极板输送装置，包括用于传送燃料电池双极板的传送带以及用于抓取以分拣燃料电池双极板的机械抓手，所述机械抓手与双极板图像处理装置连接。
8.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述双极板图像采集装置，包括：用于系统照明的光源LED灯、用于检测燃料电池双极板是否到达预定位置的位置传感器以及用于采集到达预定位置的燃料电池双极板图像的工业面阵CCD相机，所述光源LED灯、位置传感器以及工业面阵CCD相机均与双极板图像处理装置连接。
9.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述双极板图像处理装置，包括计算机，所述计算机通过数据传输线分别与双极板输送装置、双极板图像采集装置连接。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述数据传输线为USB数据传输线。
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