CN105548186B - 一种浆层纸视觉检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浆层纸视觉检测方法，包括如下步骤：注册标准图像：相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像，视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像，标记为P1；并计算待测产品图像与标准图像的相似度；如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正，使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠；面积重心检测，检测无浆层纸、以及浆层纸太低、太高以及无碗底纸的缺陷；本发明可有效解决当前人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。

Description

一种浆层纸视觉检测方法
技术领域
本发明涉及电池制备相关技术领域，尤其涉及一种浆层纸视觉检测方法。
背景技术
电池作为生活必备品，广泛应用在人们的日常生活中。电池性能的优劣直接影响着人们的生活品质以及电池品牌形象。浆层纸是氯化锌干电池中的隔膜材料，其由基纸上涂布氯化锌溶液浆料，经烘干后成为干膜而成，组装入电池锌筒中后吸收正极碳包中水分成凝胶，具有离子导电性。在电池生产工艺中，浆层纸必须要与电池相适用，以满足电池的充放电性能。
在电池生产工艺中，需要检测电池的锌筒中浆层纸的插入情况，因为插入浆层纸时，存在浆层纸错位、倾斜，锌筒碗底无碗底纸等缺陷。当前，普遍采用人工目测进行检测，人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。目前，市场上尚未有直接有效的浆层纸视觉检测方法，快速检测浆层纸的高、低、是否错位等情况。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提出了一种浆层纸视觉检测方法。
本发明的技术方案为:
一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：注册标准图像：将合格的电池产品中包含锌筒内壁的图像注册为标准图像SP1；并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2；
步骤S2：视觉控制器控制第二相机、第三相机、第四相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像，标记为P2，P3，P4，视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像，标记为P1；
步骤S3：对步骤S2中拍摄的图像P2，P3，P4，分别设定一搜索区域A，搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小，视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像SP1最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；对步骤S2中拍摄的图像P1，设定一搜索区域B，搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小，视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像SP2最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，则判断产品为初步合格产品，转步骤S4；
步骤S4：视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正，使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠；
步骤S5：面积重心检测，设定一检测区域C1，调整检测区域C1中图像的二值化数值，通过面积重心检测，以检测无浆层纸的缺陷，以及浆层纸太低、太高的缺陷；
步骤S7：碗底纸检测，设定一检测区域D，调整检测区域D中图像的二值化数值，通过面积重心检测，用以检测无碗底纸的缺陷。
通过采用以上技术方案，先建立一组合格的标准图像，然后再利用4个相机，一个拍摄锌筒碗底照片，其余3个用于360度拍摄锌筒内壁照片，确保360度无死角。然后利用视觉控制器，在其视野范围内搜索待测产品图像中是否含有标准图像，如果相似度低于设定值，则认为是瑕疵产品，如果高于设定值，则利用图像处理，对图像做二值化处理，再进行浆层纸高低、错位、无碗底纸的检测。
进一步，标准图像SP1为外切锌筒口的长方形。
进一步，标准图像SP2为外切锌筒底部的长方形。
进一步，锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域，锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域。
进一步，在步骤S3中，设定待测产品的图像与标准图像的相似度数值为60％，如果低于60％，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于60％，则判断产品为初步合格产品，转步骤S4。
为进一步提高检测效率，在步骤S5中，在待测产品图像中，检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域，调整检测区域C1中图像的二值化数值，使得浆层纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色；设定白色面积下限值和上限值，当浆层纸低于工艺下限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值，因此系统判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC；当浆层纸高于工艺上限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值，系统判定为瑕疵产品。
为进一步提高检测效率，在步骤S5之后，还设置有步骤S6，设定一检测区域C2，调整检测区域C2中图像的二值化数值，通过面积重心检测，用以检测浆层纸太高、浆层纸错位缺陷。
具体地，在步骤S6中，在待测产品图像中，检测区域C2为锌铜内壁区域，调整检测区域C2中图像的二值化数值，使得浆层纸纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色；通过设定白色面积上限值，来判断浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷；当系统实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时，系统判定为瑕疵产品。
进一步，在步骤S7中，检测区域D为锌筒碗底区域，调整图像适当的二值化数值，通过设定白色面积上限值，来判断是否有碗底纸；当系统实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时，系统认为碗底无碗底纸，因而判定为瑕疵产品。
本发明的优点在于：本发明涉及的检测程序简单，使用方便，可快速检测碗底是否有碗底纸，浆层纸高低、错位等情况，本方法的推广，可有效解决当前人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。
附图说明
图1是浆层纸视觉检测装置结构示意图；
图2是发明的检测流程图；
图3是电池锌筒部分结构图；
图4是电池锌筒部分标准图像SP1搜索区域A位置示意图；
图5是电池锌筒碗底部分标准图像SP2、搜索区域B位置示意图；
图6是检索区域C1的位置图；
图7是检索区域C2的位置图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，为浆层纸视觉检测装置结构示意图，装置包括外部PLC控制信号、检测工位1、剔除工位2、视觉控制器3、相机、光源5；所述相机为四个，分别与视觉控制器3相连，四个相机分别为第一相机41、第二相机42、第三相机43、第四相机44，其中第一相机位于检测工位1的正上方，用于检测锌筒底部底碗纸状况。第二相机42、第三相机43、第四相机44环绕检测工位1设置，且位于同一平面内，相邻相机之间的夹角为120度，形成360度无死角拍摄待测产品。三个相机的拍摄方向均与检测工位1上电池所在的轴线存在相同的夹角，通过从不同侧面拍摄待测产品，进而多角度检测锌筒中浆层纸插入情况。外部PLC控制信号分别与视觉控制器及检测工位连接。为了增加相机的拍摄效果，检测工位1的上方设有红色环形光源5，光源5位于检测工位1与第一相机的轴线上。
如图2所示，本发明涉及的检测方法，具体如下：
步骤S1：注册标准图像：如图3、4、5所示，将合格的电池产品放置在检测工位1上，视觉控制器控制第二相机42、第三相机43、第四相机44从三个角度拍摄放置在检测工位1上合格的锌筒内壁照片，并将包含锌筒内壁的那部分图像注册为标准图像SP1；作为本发明的最佳实施方式，标准图像为外切锌筒口的长方形。第一相机41，用于拍摄锌筒底部照片，并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2。
步骤S2：通过外部PLC控制信号的控制，系统将生产线上的待检测产品传送到检测工位1上；视觉控制器控制第二相机42、第三相机43、第四相机44在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像，标记为P2，P3，P4，视觉控制器控制第一相机41对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像，标记为P1。
步骤S3：如图4所示，对步骤S2中拍摄的图像P2，P3，P4，分别设定一搜索区域A，搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小，视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；作为本发明的最佳实施方式，锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域；如图5所示，对步骤S2中拍摄的图像P1，设定一搜索区域B，搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小，视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；作为本发明的最佳实施方式，锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域；
如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于60％，则判断待测产品为瑕疵产品，并输出信号给PLC，同时系统将产品传送至剔除工位2，由剔除工位进行剔除。如果相似度大于60％，则判断产品为初步合格产品，转步骤S4。
步骤S4：视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正，使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠。
步骤S5：面积重心检测，用以检测无浆层纸的缺陷，以及浆层纸太低、太高等缺陷。
如图6所示，在待测产品图像中，设定一检测区域C1，检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域，调整检测区域C1中图像的二值化数值，使得浆层纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色。设定白色面积下限值和上限值，当浆层纸低于工艺下限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值，因此系统判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC；当浆层纸高于工艺上限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值，因此系统判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC，同时系统将产品传送至剔除工位2，由剔除工位进行剔除。
步骤S6：面积重心检测，用以检测浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷。
如图7所示，在待测产品图像中，设定一检测区域C2，检测区域C2为锌铜内壁区域，调整检测区域C2中图像的二值化数值，使得浆层纸纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色。通过设定合适的白色面积上限值，来判断浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷。当系统实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时，系统判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC，同时系统将产品传送至剔除工位2，由剔除工位进行剔除。
步骤S7：碗底纸检测，用以检测无碗底纸的缺陷。
采用“面积重心”的检测方式，设定一检测区域D，检测区域D为锌筒碗底区域，调整图像适当的二值化数值，通过设定适当的白色面积上限值，来判断是否有碗底纸。当系统实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时，系统认为碗底无碗底纸，因而判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC，同时系统将产品传送至剔除工位2，由剔除工位进行剔除。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：注册标准图像：将合格的电池产品中包含锌筒内壁的图像注册为标准图像SP1；并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2；
步骤S2：视觉控制器控制第二相机、第三相机、第四相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像，标记为P2，P3，P4，视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像，标记为P1；
步骤S3：对步骤S2中拍摄的图像P2，P3，P4，分别设定一搜索区域A，搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小，视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像SP1最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；对步骤S2中拍摄的图像P1，设定一搜索区域B，搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小，视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像SP2最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图像的相似度；如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，则判断产品为初步合格产品，转步骤S4；
步骤S4：视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正，使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠；
步骤S5：面积重心检测，设定一检测区域C1，调整检测区域C1中图像的二值化数值，通过面积重心检测，以检测无浆层纸的缺陷，以及浆层纸太低、太高的缺陷；
步骤S7：碗底纸检测，设定一检测区域D，调整检测区域D中图像的二值化数值，通过面积重心检测，用以检测无碗底纸的缺陷。
2.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，标准图像SP1为外切锌筒口的长方形。
3.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，标准图像SP2为外切锌筒底部的长方形。
4.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域，锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域。
5.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，在步骤S3中，设定待测产品的图像与标准图像的相似度数值为60％，如果低于60％，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于60％，则判断产品为初步合格产品，转步骤S4。
6.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，在步骤S5中，在待测产品图像中，检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域，调整检测区域C1中图像的二值化数值，使得浆层纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色；设定白色面积下限值和上限值，当浆层纸低于工艺下限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值，因此系统判定为瑕疵产品，并输出信号给PLC；当浆层纸高于工艺上限时，系统实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值，系统判定为瑕疵产品。
7.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，在步骤S5之后，还设置有步骤S6，设定一检测区域C2，调整检测区域C2中图像的二值化数值，通过面积重心检测，用以检测浆层纸太高、浆层纸错位缺陷。
8.根据权利要求7所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，在步骤S6中，在待测产品图像中，检测区域C2为锌筒内壁区域，调整检测区域C2中图像的二值化数值，使得浆层纸纸部分成像为白色，锌筒内壁为黑色；通过设定白色面积上限值，来判断浆层纸太高、浆层纸错位缺陷；当系统实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时，系统判定为瑕疵产品。
9.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法，其特征在于，在步骤S7中，检测区域D为锌筒碗底区域，调整图像适当的二值化数值，通过设定白色面积上限值，来判断是否有碗底纸；当系统实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时，系统认为碗底无碗底纸，因而判定为瑕疵产品。
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