CN109655463A - 锂电池极片涂布的图像采集方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

锂电池极片涂布的图像采集方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池极片涂布的图像采集方法，该方法包括步骤：采集锂电池的极片图像；根据极片图像的图像数据，确定极片图像的第一基材区域；根据极片图像的图像数据和第一基材区域的图像数据，确定极片图像的第二基材区域；其中，第二基材区域与第一基材区域相邻；根据第一基材区域和第二基材区域，确定位于第一基材区域和第二基材区域之间的涂层区域；拼接第一基材区域、涂层区域和第二基材区域，得到目标图像。采用该方法，能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于后续检测。

Description

锂电池极片涂布的图像采集方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种锂电池极片涂布的图像采集方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
锂离子电池是一种高容量长寿命环保电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来进行工作的。锂离子电池具有诸多优点，包括电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、快速充电等。因此，锂离子电池的应用领域不断扩大，已经被广泛地应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。
电极极片是锂离子动力电池的基础，直接决定电池的电化学性能以及安全性。锂电池电极是一种由颗粒物组成的涂层，均匀的涂敷在金属集流体上。间隔工艺的锂电池极片在涂布后，涂层区与涂层区之间间隔有基材区，CCD检测设备在采集极片图像时，采集到的图像并不是一个完整的产品图像，而是存在多个间隔区和多个涂层区的大图，而后续对极片的涂层进行缺陷检测，或是将极片正反面的涂层区对齐操作时，需要针对单个的完整产品进行处理，因此，如何对CCD检测设备采集到的极片图像进行处理，精确得到完整产品的目标极片图像，显得尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种锂电池极片涂布的图像采集方法，采用该方法，能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于后续检测。
本发明的目的之二在于提供一种锂电池极片涂布的图像采集系统，采用该系统，能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于后续检测。
本发明的目的之三在于提供一种锂电池极片涂布的图像采集终端设备，能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于后续检测。
本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质，能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于后续检测。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种锂电池极片涂布的图像采集方法，包括如下步骤：
采集所述锂电池的极片图像；
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域；
根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域；其中，所述第二基材区域与所述第一基材区域相邻；
根据所述第一基材区域和所述第二基材区域，确定位于所述第一基材区域和所述第二基材区域之间的涂层区域；
拼接所述第一基材区域、所述涂层区域和所述第二基材区域，得到目标图像。
进一步地，采集所述锂电池的极片图像，具体为：
采用CCD线扫相机采集所述锂电池的极片图像。
进一步地，根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域，具体为：
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一矩形区域；
判断所述第一矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围，若是，则确定所述第一矩形区域为第一基材区域。
进一步地，根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域，具体为：
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第二矩形区域；
判断所述第二矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围；
若是，则确定所述第二矩形区域在所述极片图像中的位置信息；
根据所述第一基材区域在所述极片图像中的位置信息和所述第二矩形区域在所述极片图像中的位置信息；确定所述第二矩形区域是否为所述极片图像的第二基材区域。
进一步地，根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一矩形区域；具体为：
根据所述极片图像的图像数据，提取灰度值处于第一阈值范围内的点；
将提取出的灰度值处于第一阈值范围内的点进行拟合，得到所述第一矩形区域。
进一步地，判断所述第一矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围，具体为：
根据所述第一矩形区域的长度和宽度，判断所述第一矩形区域的长度和宽度是否符合所述基材区域的预设阈值范围。
进一步地，所述第一阈值范围为180～255。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种锂电池极片涂布的图像采集系统，所述系统包括：
图像采集单元，用于采集所述锂电池的极片图像；
第一基材区域确定单元，用于根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域；
第二基材区域确定单元，用于根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域；其中，所述第二基材区域与所述第一基材区域相邻；
涂层区域确定单元，用于根据所述第一基材区域和所述第二基材区域，确定位于所述第一基材区域和所述第二基材区域之间的涂层区域；
拼接单元，用于拼接所述第一基材区域、所述涂层区域和所述第二基材区域，得到目标图像。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种锂电池极片涂布的图像采集终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的锂电池极片涂布的图像采集方法。
一种锂电池极片涂布的图像采集终端设备，
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的锂电池极片涂布的图像采集方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明能够在图像采集装置采集到的图像中，精确提取并拼接出完整产品的目标极片图像；便于根据该目标极片图像进行后续缺陷检测和对齐等处理。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集系统的结构框图；
图3为本发明第三实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集终端设备的结构框图；
图中：1、图像采集单元；2、第一基材区域确定单元；3、第二基材区域确定单元；4、涂层区域确定单元；5、拼接单元；31、处理器；32、存储器；33、显示屏；34、输入装置；35、输出装置；36、通信装置。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参见图1，是本发明第一实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集方法的流程图。该实施例的锂电池极片涂布的图像采集方法包括步骤：
S1：采集锂电池的极片图像。
该步骤用于采集锂电池涂布后的极片图像。锂电池生成中的涂布工艺是在铝箔或铜箔等基材上涂布上配置好的正极浆料和负极浆料。间隔工艺的锂电池极片在涂布后，锂电池的极片显示为：涂层区与涂层区之间间隔有基材区。具体地，在该步骤中，采用CCD线扫相机采集极片图像，采集到的图像并不是一个完整的产品图像，而是存在多个间隔区和多个涂层区的大图。
S2：根据极片图像的图像数据，确定极片图像的第一基材区域。
该步骤用于在根据步骤S1得到的极片图像上，提取并确定第一基材区域。具体地，该步骤进一步包括步骤S21-S22：
S21：根据极片图像的图像数据，确定极片图像的第一矩形区域。
该步骤用于根据极片图像的图像数据，确定第一基材区域。具体地，该步骤进一步包括步骤S211-S212：
S211：根据极片图像的图像数据，提取灰度值处于第一阈值范围内的点。
具体地，在该步骤中，根据极片图像的图像数据，即根据极片图像中每一个点的灰度值，提取灰度值处于第一阈值范围内的点。
在本实施例中，第一阈值范围为180～255。
S212：将提取出的灰度值处于第一阈值范围内的点进行拟合，得到第一矩形区域。
具体地，在该步骤中，将提取出的符合第一阈值范围内的点进行拟合，拟合出外接矩形；得到第一矩形区域。
S22：判断第一矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围，若是，则确定第一矩形区域为第一基材区域。
具体地，根据第一矩形区域的长度和宽度，判断第一矩形区域的长度和宽度是否符合基材区域的预设阈值范围。在锂电池的极片涂布工艺中，会预先设置每一个涂层区的长度和宽度，并确定位于相邻的两个涂层区之间的基材区的长度和宽度；根据所确定的基材区的长度和宽度设置预设阈值范围；例如，可设置误差范围为±10％；判断第一矩形区域的长度和宽度是否符合该预设阈值范围，若符合，则确定该第一矩形区域为第一基材区域。
S3：根据极片图像的图像数据和第一基材区域的图像数据，确定极片图像的第二基材区域；其中，第二基材区域与第一基材区域相邻。
该步骤用于根据极片图像的图像数据和第一基材区域的图像数据，确定极片图像中与第一基材区域相邻的第二基材区域。具体地，该步骤进一步包括步骤S31-S33：
S31：根据极片图像的图像数据，确定极片图像的第二矩形区域。
该步骤可以与步骤S21同理实现，在此不再赘述。
S32：判断第二矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围；
该步骤可以与步骤S22中的判断部分同理实现，在此不再赘述。
S33：若是，则确定第二矩形区域在极片图像中的位置信息。
若步骤S32中确定第二矩形区域的长度和宽度符合预设阈值范围，则确定出第二矩形区域在极片图像中的位置。
S34：根据第一基材区域在极片图像中的位置信息和第二矩形区域在极片图像中的位置信息；确定第二矩形区域是否为极片图像的第二基材区域。
根据第一基材区域在极片图像中的位置信息和第二矩形区域在极片图像中的位置信息，判断该第二矩形区域是否为与第一基材区域相邻；即第二矩形区域是否为在第一基材区域的上方或下方；若是，则判定第二矩形区域为第二基材区域；若否，则重复步骤S31-S34，直至找到符合条件的第二基材区域。
S4：根据第一基材区域和第二基材区域，确定位于第一基材区域和第二基材区域之间的涂层区域。
该步骤用于提取两个相邻的基材区域中的涂层区域。由于间隔工艺的锂电池的涂布极片，两个相邻的基材区域中间，必然存在一个涂层区域，而完整产品的目标图像从上到下依次为基材区、涂层区和基材区。因此需要确定相邻的两个基材区域之间的涂层区域。
S5：拼接第一基材区域、涂层区域和第二基材区域，得到目标图像。
该步骤用于将第一基材区域、涂层区域和第二基材区域进行拼接，以得到目标图像。具体地，将第一基材区域、涂层区域和第二基材区域的图像数据进行处理，拼接得到目标图像。
参见图2，是本发明第二实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集系统的结构框图。该实施例的锂电池极片涂布的图像采集系统包括：图像采集单元1、第一基材区域确定单元2、第二基材区域确定单元3、涂层区域确定单元4、拼接单元5。
图像采集单元1，用于采集锂电池的极片图像；
第一基材区域确定单元2，用于根据极片图像的图像数据，确定极片图像的第一基材区域；
第二基材区域确定单元3，用于根据极片图像的图像数据和第一基材区域的图像数据，确定极片图像的第二基材区域；其中，第二基材区域与第一基材区域相邻；
涂层区域确定单元4，用于根据第一基材区域和第二基材区域，确定位于第一基材区域和第二基材区域之间的涂层区域；
拼接单元5，用于拼接第一基材区域、涂层区域和第二基材区域，得到目标图像。
参见图3，是本发明第三实施例提供的锂电池极片涂布的图像采集终端设备的结构框图。该实施例的终端设备包括：处理器31、存储器32、显示屏33、输入装置34、输出装置35、通信装置36以及存储在存储器32中并可在处理器31上运行的计算机程序。处理器31执行计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。或者，处理器31执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如数据库21。该终端设备中处理器31的数量可以是一个或者多个，图3中以一个处理器31为例。该终端设备中存储器32的数量可以是一个或者多个，图3中以一个存储器32为例。该终端设备的处理器31、存储器32、显示屏33、输入装置34、输出装置35和通信装置36可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。实施例中，终端设备可以是电脑，手机，平板，投影仪或交互智能平板等。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器32中，并由处理器31执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
存储器32可用于存储计算机程序和/或模块，处理器31通过运行或执行存储在存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现终端设备的各种功能。存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如ROM,或其他易失性固态存储器件，例如RAM。
显示屏33，一般而言，显示屏33用于根据处理器31的指示显示数据，并将相应的信号发送至处理器31或其他装置。
通信装置36，用于与其他设备建立通信连接，其可以是有线通信装置36和/或无线通信装置36。输入装置34可用于接收输入的数字或者字符信息，以及产生与终端设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，还可以是用于获取图像的摄像头以及获取音频数据的拾音设备。输出装置35可以包括扬声器等音频设备。需要说明的是，输入装置34和输出装置35的具体组成可以根据实际情况设定。
本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
采集所述锂电池的极片图像；
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域；
根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域；其中，所述第二基材区域与所述第一基材区域相邻；
根据所述第一基材区域和所述第二基材区域，确定位于所述第一基材区域和所述第二基材区域之间的涂层区域；
拼接所述第一基材区域、所述涂层区域和所述第二基材区域，得到目标图像。
2.如根据权利要求1所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，采集所述锂电池的极片图像，具体为：
采用CCD线扫相机采集所述锂电池的极片图像。
3.根据权利要求1所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域，具体为：
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一矩形区域；
判断所述第一矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围，若是，则确定所述第一矩形区域为第一基材区域。
4.根据权利要求3所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域，具体为：
根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第二矩形区域；
判断所述第二矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围；
若是，则确定所述第二矩形区域在所述极片图像中的位置信息；
根据所述第一基材区域在所述极片图像中的位置信息和所述第二矩形区域在所述极片图像中的位置信息；确定所述第二矩形区域是否为所述极片图像的第二基材区域。
5.根据权利要求3所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一矩形区域；具体为：
根据所述极片图像的图像数据，提取灰度值处于第一阈值范围内的点；
将提取出的灰度值处于第一阈值范围内的点进行拟合，得到所述第一矩形区域。
6.根据权利要求3所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，判断所述第一矩形区域是否符合基材区域的预设阈值范围，具体为：
根据所述第一矩形区域的长度和宽度，判断所述第一矩形区域的长度和宽度是否符合所述基材区域的预设阈值范围。
7.根据权利要求5所述的锂电池极片涂布的图像采集方法，其特征在于，所述第一阈值范围为180～255。
8.一种锂电池极片涂布的图像采集系统，其特征在于，所述系统包括：
图像采集单元，用于采集所述锂电池的极片图像；
第一基材区域确定单元，用于根据所述极片图像的图像数据，确定所述极片图像的第一基材区域；
第二基材区域确定单元，用于根据所述极片图像的图像数据和所述第一基材区域的图像数据，确定所述极片图像的第二基材区域；其中，所述第二基材区域与所述第一基材区域相邻；
涂层区域确定单元，用于根据所述第一基材区域和所述第二基材区域，确定位于所述第一基材区域和所述第二基材区域之间的涂层区域；
拼接单元，用于拼接所述第一基材区域、所述涂层区域和所述第二基材区域，得到目标图像。
9.一种锂电池极片涂布的图像采集终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的锂电池极片涂布的图像采集方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的锂电池极片涂布的图像采集方法。
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