CN112053326B - 电芯对齐度检测方法、系统、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电芯对齐度检测方法、系统、装置和设备。方法包括：获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的对齐度；获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离；根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的对齐度，进而得到电芯对齐度检测结果。实现了在叠片过程中对电芯对齐度的实时检测，提高了检测准确性。
Description
技术领域
本申请涉及检测技术领域，特别是涉及一种电芯对齐度检测方法、系统、装置和设备。
背景技术
Z字形叠片工艺是通过叠片台的左右移动，实现叠片和隔膜包覆极片的过程。出于安全因素考虑，锂电池中的隔膜需完全包覆负极片，负极片需完全包覆正极片。锂电池制造商对隔膜和负极片之间，负极片和正极片之间的对齐度设置了工艺要求参数范围。
基于Z字形的叠片制造设备常凭借视觉检测技术检测电芯对齐度数据，并依据检测数据判断电芯品质。传统的对齐度检测方法一般是通过X-ray检测技术进行检测，该技术通过x光线穿透电芯的隔膜，捕获仅包含正负极片的图像，分析图像中正负极片的相对位置从而实现对齐度计算。但这种方法只能检测正极片和负极片的对齐度，不能检测隔膜和负极间距。此外，X-ray检测技术必须搭载在提供X光线的设备上，并对整支电芯的对齐度进行测量，因此无法实现在叠片过程中对电芯对齐度的实时检测。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在叠片过程中实时检测电芯对齐度的电芯对齐度检测方法、系统、装置和设备。
一种电芯对齐度检测方法，方法包括：
获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度；
获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离；
根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度；
根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
在其中一个实施例中，参照物包括压刀和叠片台，压刀的第一竖直边线与隔膜的竖直边线平行，压刀的第二竖直边线与隔膜的竖直边线重合；
负极片与参照物的边线的距离包括负极片与压刀的水平参照距离以及负极片与叠片台的竖直参照距离；
从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度包括：
从第一图像数据中提取压刀的第一竖直边线、负极片的水平边线与竖直边线、隔膜的水平边线以及叠片台的水平边线；
根据压刀的第一竖直边线以及负极片的竖直边线，得到负极片与压刀的水平参照距离；
根据负极片的水平边线以及叠片台的水平边线，得到负极片与叠片台的竖直参照距离；
获取压刀的水平尺寸，根据压刀的水平尺寸和负极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与隔膜的水平距离；
根据负极片的水平边线以及隔膜的水平边线，得到负极片与隔膜的竖直距离；
根据负极片与隔膜之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与隔膜的第一对齐度。
在其中一个实施例中，
正极片与参照物的边线的距离包括正极片与压刀的水平参照距离以及正极片与叠片台的竖直参照距离；
获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离包括：
获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取压刀的第一竖直边线、叠片台的水平边线以及正极片的竖直边线与水平边线；
根据正极片的竖直边线与压刀的第一竖直边线，得到正极片与压刀的水平参照距离；
根据正极片水平边线与叠片台水平边线，得到正极片与叠片台的竖直参照距离。
在其中一个实施例中，根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度包括：
根据负极片与压刀的水平参照距离以及正极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与正极片的水平距离；
根据负极片与叠片台的竖直参照距离以及正极片与叠片台的竖直参照距离，得到负极片与正极片的竖直距离；
根据负极片与正极片之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
在其中一个实施例中，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果之后，还包括：
当电芯对齐度检测结果不满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯踢废处理。
在其中一个实施例中，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果之后，还包括：
当电芯对齐度检测结果满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯下料处理。
一种电芯对齐度检测系统，系统包括负极片、正极片、隔膜、压刀、叠片台、第一图像采集设备、第二图像采集设备和处理器；
隔膜置于叠片台，压刀的一端包覆于隔膜的折叠处，负极片、隔膜与正极片呈Z字型叠放，第一图像采集设备采集负极片叠放时的第一图像，第二图像采集设备采集正极片叠放时的第二图像，处理器接收第一图像和第二图像，并执行上述任一实施例中电芯对齐度检测方法。
一种电芯对齐度检测装置，装置包括：
第一图像获取模块，用于获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
第一对齐度分析模块，用于从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度；
第二图像获取模块，用于获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离；
第二对齐度分析模块，用于根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度；
电芯对齐度检测结果获得模块，用于根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度；
获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离；
根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度；
根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度；
获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离；
根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度；
根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
上述电芯对齐度检测方法、系统、装置和设备，通过在电芯叠片过程中，分别获取负极片叠放时采集的第一图像和正极片叠放时采集的第二图像，在负极片叠放时，通过对第一图像进行边线识别，得到负极片与隔膜之间的第一对齐度，并基于图像中的参照物，得到负极片与参照物之间的边线的距离，再通过正极片叠放时，对第二图像的边线识别，得到正极片与参照物之间的边线的距离，从而得到负极片与正极片的第二对齐度，不仅实现了在叠片过程中对电芯对齐度的实时检测，而且基于参照物的边线有效规避了直接定位造成的精确度低的问题，提高了实时检测结果的准确性。
附图说明
图1为一个实施例中电芯对齐度检测系统的结构示意图；
图2为一个实施例中电芯对齐度检测方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中电芯对齐度检测方法的流程示意图；
图4为再一个实施例中电芯对齐度检测方法的流程示意图；
图5为又一个实施例中电芯对齐度检测装置的结构框图；
图6为一个实施例中电芯对齐度检测系统中负极片叠放时的示意图；
图7为一个实施例中电芯对齐度检测系统中正极片叠放时的示意图；
图8为另一个实施例中电芯对齐度检测方法中视觉检测需要测量的对齐度参数示意图；
图9为一个实施例中电芯对齐度检测方法中第一图像的示意图；
图10为一个实施例中电芯对齐度检测方法中第二图像的示意图；
图11为一个实施例中电芯对齐度检测方法中的流程示意图；
图12为一个实施例中电芯对齐度检测装置的结构框图；
图13为一个实施例中电芯对齐度检测设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的电芯对齐度检测方法，可以应用于如图1所示的电芯对齐度检测系统中。电芯对齐度检测系统包括负极片110、正极片120、隔膜130、外设的参照物、第一图像采集设备150、第二图像采集设备160和处理器170。
第一图像采集设备160采集负极片110叠放时的第一图像，第二图像采集设备采集170正极片120叠放时的第二图像，处理器170接收第一图像和第二图像。第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据，处理器170从从第一图像数据中提取负极片110、隔膜130以及参照物140对应的边线，得到负极片110与参照物140的边线的距离、以及负极片110与隔膜130的第一对齐度。第二图像携带有正极片120和参照物140对应的图像数据，处理器170从从第二图像数据中提取正极片120和参照物140对应的边线，得到正极片120与参照物140的边线的距离。然后根据负极片110与参照物140的边线的距离以及正极片120与参照物140的边线的距离，得到负极片110与正极片120的第二对齐度。最后，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
在其中一个实施例中，其中，外设的参照物包括压刀142、叠片台144，隔膜130置于叠片台144，压刀142的一端包覆于隔膜130的折叠处，负极片110与正极片120与隔膜130呈Z字型叠放。
处理器170从第一图像采集设备150采集的第一图像中提取负极片110、隔膜130以及压刀142、叠片台144的边线，得到负极片110与压刀142以及叠片台144的边线的距离、以及负极片110与隔膜130的第一对齐度；处理器170从第二图像采集设备160采集的第二图像中提取正极片120、压刀142、叠片台144在第二图像中的边线，得到正极片120分别与压刀142以及叠片台144的边线的距离；根据负极片110与压刀142以及叠片台144的边线的距离以及正极片120与压刀142以及叠片台144的边线的距离，得到负极片110与正极片120的第二对齐度，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电芯对齐度检测方法，以该方法应用于图1中的处理器为例进行说明，包括以下步骤202至步骤210。
需要强调的是，在以下实施例中，为了方便说明，以图示为例，将隔膜包覆压刀的一边称为竖直的，隔膜的宽度的边界一边称为水平的，并不是真正限定所谓的竖直和水平。
步骤202，获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据。
出于安全因素考虑，锂电池中的隔膜需完全包覆负极片，负极片需完全包覆正极片。Z字形叠片工艺是通过叠片台的左右移动，实现叠片和隔膜包覆极片的过程。为确保锂电池的安全性，锂电池制造商对隔膜和负极片之间，负极片和正极片之间的对齐度设置了工艺范围。
参照物是指在进行对齐度分析时，在负极片叠放图像和正极片叠放图像中均存在的物体，具体可以包括叠片台、压刀等物体中的一个或多个。
步骤204，从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度。
在实施例中，通过灰度值对比或是边缘识别等方式，可以识别得到负极片、隔膜以及参照物在第一图像中的边线，根据识别得到的边线，来确定负极片与参照物之间的边线的距离以及负极片与隔膜之间的边线的距离，再基于负极片与隔膜之间的边线的距离，得到负极片与隔膜之间的第一对齐度。
在实施例中，参照物可以包括压刀，基于压刀与隔膜之间的位置关系，用压刀边线来代替隔膜边线进行负极片与隔膜的边线的距离的计算，避免隔膜形变对边线测量造成的干扰，提高边线的距离的准确性。
步骤206，获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离。
正极片的叠放是通过移动叠片台将正极片叠放在隔膜上方，隔膜的下方叠放的是负极片，正极片的面积小于负极片的面积，按照电芯叠放的工艺要求，该正极片需要包覆在负极片内，且正极片与负极片的对齐度需要满足工艺要求。由于在叠放时，正极片与负极片之间存在着一层隔膜，图像采集设备无法直接在采集到同时包含正极片与负极片的图像，为解决这一技术问题，传统技术中将两个图像采集设备统一在同一个坐标系，直接定位待检测物体的边线得到正负极片之间的边线的距离，但这种处理方式会受到叠片设备机械结构固有的局限影响，例如图像采集设备的抖动会带来较大的定位误差。尤其是对于运动控制机构多的大型叠片设备，在叠片过程种机台的振动在所难免。这种振动会带动图像采集设备的不规则晃动，导致图像采集设备的原点相对于统一坐标系的原点发生变化，进而带来正负极片对齐度测量的较大误差。基于此，本申请提出了通过识别在第一图像和第二图像中均存在的参照物，来得到正极片与参照物的边线的距离，能够基于参照物在图像中的边线，避免图像采集设备因机台的抖动造成的干扰，提高数据的准确性。
步骤208，根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
以参照物为中间介质，通过负极片与参照物的边线的距离、以及正极片与参照物的边线的距离，计算得到负极片与正极片之间的边线的距离，从而得到负极片与正极片之间的第二对齐度。相较于传统技术中的将不同图像中的边线统一至同一个坐标系的处理方式，基于参照物来进行正负极片的边线的距离，能够避免图像采集设备自身因素造成的干扰，提升检测精度。
步骤210，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
根据负极片与隔膜之间的对齐度以及正负极片之间的对齐度，得到电芯对齐度检测结果，具体来说，当第一对齐度或第二对齐度中的任意一个不满足预设的电芯对齐度工艺要求参数范围时，得到电芯对齐度不符合要求的检测结果，当第一对齐度和第二对齐度中的均满足预设的电芯对齐度工艺要求参数范围时，得到电芯对齐度符合要求的检测结果。
上述电芯对齐度检测方法，通过在电芯叠片过程中，分别获取负极片叠放时采集的第一图像和正极片叠放时采集的第二图像，在负极片叠放时，通过对第一图像进行边线识别，得到负极片与隔膜之间的第一对齐度，并基于图像中的参照物，得到负极片与参照物之间的边线的距离，再通过正极片叠放时，对第二图像的边线识别，得到正极片与参照物之间的边线的距离，从而得到负极片与正极片的第二对齐度，不仅实现了在叠片过程中对电芯对齐度的实时检测，而且基于参照的思想，可以避免直接定位时设备抖动带来的干扰，提高了实时检测结果的准确性。
如图3所示，获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据，即步骤202包括以下步骤302。
步骤302，获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜、参照物的图像数据，参照物包括压刀和叠片台。
负极片与参照物的边线的距离包括负极片与压刀的水平参照距离以及负极片与叠片台的竖直参照距离。参见图1，压刀的第一竖直边线1422与隔膜的竖直边线平行，压刀的第二竖直边线1424与隔膜的竖直边线重合。
从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度，即步骤204包括步骤302至步骤312。
步骤304，从第一图像数据中提取压刀的第一竖直边线、负极片的水平边线与竖直边线、隔膜的水平边线以及叠片台的水平边线。
步骤306，根据负极片的水平边线以及叠片台的水平边线，得到负极片与叠片台的竖直参照距离。
步骤308，根据压刀的第一竖直边线以及负极片的竖直边线，得到负极片与压刀的水平参照距离。
步骤310，获取压刀的水平尺寸，根据压刀的水平尺寸和负极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与隔膜的水平距离。
步骤312，根据负极片的水平边线以及隔膜的水平边线，得到负极片与隔膜的竖直距离。
步骤314，根据负极片与隔膜之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与隔膜的第一对齐度。
在传统的检测技术中，对于负极与隔膜沿水平方向的距离，如下两个因素给隔膜的竖直边线的精准定位带来较大干扰：
第一是隔膜竖向边线褶皱。压刀长度一定，深入隔膜长度有限，未与压刀接触的隔膜不受到压刀沿水平方向的张力；沿竖直方向，隔膜受到压刀的挤压，在叠片过程中隔膜竖边易呈现波浪状，给隔膜竖边精确定位带来了困难。
第二是下层隔膜的干扰。在叠片过程中，隔膜张力不均和压刀压紧力不足等因素导致隔膜左右错位，图像采集设备捕捉到的图像中可能包含下层的隔膜，进而干扰本层隔膜竖直边线的精确定位。
选用叠片台、压刀等在负极片叠放图像和正极片叠放图像中均存在的物体作为参照物，利用压刀边线中的第一竖直边线来替代隔膜竖直边线，一方面，可以避免隔膜竖向边线褶皱和下层隔膜造成的干扰，另一方面，可以避免的定位空间狭小，边界的灰度值分布模糊，直接抓取压刀第二竖直边线带来较大定位误差，从而获得更为精准的边线识别结果。
利用压刀的第一竖直边线与第二竖直边线之间的宽度尺寸，可以基于负极片竖直边线与压刀第一竖直边线的边线参照距离，得到负极片竖直边线与压刀第二竖直边线之间的水平距离(水平距离为两条竖直边线之间的距离)，由于压刀第二竖直边线与隔膜竖直边线重合，因此负极片竖直边线与压刀第二竖直边线之间的水平距离，即为负极片竖直边线与隔膜竖直边线之间的水平距离。
由于水平方向上的负极片边线与隔膜边线，不受到压刀等外力的干扰，不会出现较大的误差，可直接通过识别水平方向上的负极片边线与隔膜边线，计算得到负极片水平边线与隔膜水平边线之间的竖直距离。
此外，为便于计算正极片与负极片之间的边线的距离，分别以压刀的第二竖直边线、以及叠片台的水平边线作为参照边线，分别计算负极片与参照边线的距离，得到负极片与压刀的水平参照距离以及负极片与叠片台的竖直参照距离。
利用压刀边线和叠片台边线作为参照边线，不仅能实现对所有对齐度参数的实时检测，也可以消除隔膜褶皱和相机抖动等因素带来的对齐度偏差，大大提升了检测精度。
在其中一个实施例中，获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离，即步骤206包括步骤402至步骤406。
步骤402，获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取压刀的第一竖直边线、叠片台的水平边线以及正极片的竖直边线与水平边线。
步骤404，根据正极片的竖直边线与压刀的第一竖直边线，得到正极片与压刀的水平参照距离。
步骤406，根据正极片水平边线与叠片台水平边线，得到正极片与叠片台的竖直参照距离。
第二图像中各边线的识别方法与第一图像中的边线识别方法相同，在此不再赘述，由于采集第二图像的目的是分析正负极片之间的边线的距离，得到正负极片之间的第二对齐度，在第一图像中，选用的参照边线为压刀的第二竖直边线、以及叠片台的水平边线，因此只需要从第二图像识别出这两个参照边线，就能得到正极片与压刀的第二竖直边线之间的边线的距离，即正极片与压刀的水平参照距离、以及正极片与叠片台的水平边线之间的边线的距离，即正极片与叠片台的竖直参照距离。通过上述识别处理，能够有效识别需要使用的边线，简化不同边线数据的计算。
在其中一个实施例中，如图5所示，根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度包括步骤502至步骤506。
步骤502，根据负极片与压刀的水平参照距离以及正极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与正极片的水平距离。
步骤504，根据负极片与叠片台的竖直参照距离以及正极片与叠片台的竖直参照距离，得到负极片与正极片的竖直距离。
步骤506，根据负极片与正极片之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
利用负极片竖直边线到压刀的第二竖直边线的距离、以及正极片竖直边线到压刀的第二竖直边线的距离，可以计算得到负极片竖直边线到正极片竖直边线的距离，即负极片与正极片之间的水平距离。同理，利用负极片水平边线到叠片台的水平边线的距离、以及正极片竖直边线到叠片台的水平边线的距离，可以计算得到负极片水平边线到正极片水平边线的距离，即负极片与正极片之间的竖直距离。最后，基于负极片与正极片之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
在其中一个实施例中，根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果之后，还包括获取电芯对齐度工艺要求参数范围。当电芯对齐度检测结果不满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯踢废处理。当电芯对齐度检测结果满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯下料处理。
通过对电芯对齐度检测结果进行分析，若是电芯对齐度检测结果为不满足电芯对齐度工艺要求参数范围，进行电芯踢废处理，避免不合格叠片导致的电芯安全隐患。
在一个实施例中，通过在叠片过程中对电芯对齐度进行实时检测，能够尽早的发现叠片过程中的问题，当存在不满足电芯对齐度工艺要求参数范围的电芯对齐度检测结果，终止该电芯的叠片，进行踢废处理。
在另一个实施例中，也可以根据叠片工艺要求，在整个电芯叠片完成后，根据各个正负极片的叠放过程中的对齐度，判断整个电芯是否符合要求，对于不符合要去的电芯进行踢废处理。
在一个应用实例中，负极片为A，正极片为C，隔膜为S。当叠片台移动至一侧，如图6所示，负极片被放置在隔膜上方，相机1检测负极片和隔膜的对齐度，压刀压住负极片和隔膜；叠片台移动至另外一侧，负极片被隔膜包覆，正极片被放置在隔膜上方，如图7所示，相机2检测正极片和下层负极片的对齐度。
图8为视觉检测需要测量的对齐度参数，下述实施例中以电芯的左上角作为视觉检测区域(在图像中显示为右下角)。
具体来说，对于负极片和隔膜沿水平方向的距离，以压刀竖边作为基准，间接计算图9为相机一捕捉到的图像的示意图。包覆压刀的隔膜受到压刀沿水平向左的张力，呈现直线状。在忽略隔膜厚度情况下，压刀左竖边和隔膜竖边重合。但由于压刀左竖边的定位空间狭小，边界的灰度值分布模糊，直接抓取压刀左竖边带来较大定位误差。而压刀右竖边定位空间大，且压刀和叠片台之间的色差明显，因此能更为被精确定位。
定位压刀右竖边和负极片竖边，计算出两条边沿水平方向的距离再用压刀宽度Dist压刀减去/>即可得到负极片与隔膜沿水平方向的间距/>公式如下：
再捕捉负极片水平边和叠片台水平边，计算出两条边沿竖直方向的距离
隔膜与负极片两者的水平边灰度值分布清晰且呈直线状，可直接定位两条直边并计算负极片与隔膜的竖直间距
图10为相机二捕捉到的图像的示意图。对于正极片和负极片的对齐度，考虑到相机一和二捕捉到的图像中都包含了压刀右竖边和叠片台水平边，本申请提出了以这两条边作为基准进行对齐度计算：
(1)对于正极片与负极片沿水平方向距离在相机二中精准定位压刀右竖边和正极片竖边，计算距离/>再用该值减去相机一中计算的距离/>即可得到正极片和负极片的水平间距/>公式如下：
(2)对于正极片与负极片沿竖直方向距离在相机二中，叠片台水平边和正极片水平边，并计算两条边的距离/>用/>减去相机一中计算的即可得到正极片与负极片的竖直间距/>公式如下：
具体来说，上述方法应用在叠片设备并在叠片过程实现对齐度实时检测，可分为以下6个步骤，流程图如图11所示：
Step 1：调整相机拍摄位置。在叠片台上方布置两个检测相机拍摄电芯同一个位置，确保相机一捕捉到包含负极片、隔膜、压刀和叠片台的图像，相机二捕捉到包含正极片、压刀和叠片台的图像；
Step 2：标定两相机的解析度。
Step 3：叠负极片，相机一捕捉定位边，并计算和/>以及负极片-隔膜的对齐度/>和/>并判断对齐度是否满足工艺要求；
Step 4：叠正极片，相机二捕捉定位边，调用Step 3中计算的和计算正极片和上一层负极片对齐度/>和/>并判断对齐度是否满足工艺参要求。
Step 5:重复Step 3和Step 4，直至叠片完成；
Step 6：根据Step 3-Step 5的判断结果，确定电芯踢废与否。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图12所示，提供了一种电芯对齐度检测装置，包括：第一图像获取模块1202、第一对齐度分析模块1204、第二图像获取模块1206、第二对齐度分析模块1208和电芯对齐度检测结果获得模块1210，其中：
第一图像获取模块1202，用于获取负极片叠放时采集的第一图像，第一图像携带有负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据。
第一对齐度分析模块1204，用于从第一图像数据中提取负极片、隔膜以及参照物的边线，得到负极片与参照物的边线的距离、以及负极片与隔膜的第一对齐度。
第二图像获取模块1206，用于获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取正极片和参照物的边线，得到正极片与参照物的边线的距离。
第二对齐度分析模块1208，用于根据负极片与参照物的边线的距离以及正极片与参照物的边线的距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
电芯对齐度检测结果获得模块1210，用于根据第一对齐度和第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
在其中一个实施例中，第一对齐度分析模块1204还用于从第一图像数据中提取压刀的第一竖直边线、负极片的水平边线与竖直边线、隔膜的水平边线以及叠片台的水平边线；根据压刀的第一竖直边线以及负极片的竖直边线，得到负极片与压刀的水平参照距离；根据负极片的水平边线以及叠片台的水平边线，得到负极片与叠片台的竖直参照距离；获取压刀的水平尺寸，根据压刀的水平尺寸和负极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与隔膜的水平距离；根据负极片的水平边线以及隔膜的水平边线，得到负极片与隔膜的竖直距离；根据负极片与隔膜之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与隔膜的第一对齐度。
在其中一个实施例中，第二图像获取模块1206，还用于获取正极片叠放时采集的第二图像，第二图像携带有正极片和参照物的图像数据，从第二图像数据中提取压刀的第一竖直边线、叠片台的水平边线以及正极片的竖直边线与水平边线；根据正极片的竖直边线与压刀的第一竖直边线，得到正极片与压刀的水平参照距离；根据正极片水平边线与叠片台水平边线，得到正极片与叠片台的竖直参照距离。
在其中一个实施例中，第二对齐度分析模块1208，还用于根据负极片与压刀的水平参照距离以及正极片与压刀的水平参照距离，得到负极片与正极片的水平距离；根据负极片与叠片台的竖直参照距离以及正极片与叠片台的竖直参照距离，得到负极片与正极片的竖直距离；根据负极片与正极片之间的水平距离与竖直距离，得到负极片与正极片的第二对齐度。
在其中一个实施例中，电芯对齐度检测装置还包括电芯处理模块，用于获取电芯对齐度工艺要求参数范围；当电芯对齐度检测结果不满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯踢废处理。
在其中一个实施例中，电芯处理模块，还用于当电芯对齐度检测结果满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯下料处理。
上述电芯对齐度检测装置，通过在电芯叠片过程中，分别获取负极片叠放时采集的第一图像和正极片叠放时采集的第二图像，在负极片叠放时，通过对第一图像进行边线识别，得到负极片与隔膜之间的第一对齐度，并基于图像中的参照物，得到负极片与参照物之间的边线的距离，再通过正极片叠放时，对第二图像的边线识别，得到正极片与参照物之间的边线的距离，从而得到负极片与正极片的第二对齐度，不仅实现了在叠片过程中对电芯对齐度的实时检测，而且基于参照的思想，避免直接定位带来的干扰，提高了实时检测结果的准确性。
关于电芯对齐度检测装置的具体限定可以参见上文中对于电芯对齐度检测方法的限定，在此不再赘述。上述电芯对齐度检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种电芯对齐度检测设备，该电芯对齐度检测可以是终端，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电芯对齐度检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电芯对齐度检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取负极片叠放时采集的第一图像，所述第一图像携带有所述负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
从所述第一图像数据中提取所述负极片、所述隔膜以及所述参照物的边线，得到所述负极片与所述参照物的边线的距离、以及所述负极片与所述隔膜的第一对齐度；
获取正极片叠放时采集的第二图像，所述第二图像携带有所述正极片和所述参照物的图像数据，从所述第二图像数据中提取所述正极片和所述参照物的边线，得到所述正极片与所述参照物的边线的距离；
根据所述负极片与参照物的边线的距离以及所述正极片与参照物的边线的距离，得到所述负极片与所述正极片的第二对齐度；
根据所述第一对齐度和所述第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参照物包括压刀和叠片台，所述压刀的第一竖直边线与所述隔膜的竖直边线平行，所述压刀的第二竖直边线与所述隔膜的竖直边线重合；
所述负极片与所述参照物的边线的距离包括所述负极片与所述压刀的水平参照距离以及所述负极片与所述叠片台的竖直参照距离；
所述从所述第一图像数据中提取所述负极片、所述隔膜以及所述参照物的边线，得到所述负极片与所述参照物的边线的距离、以及所述负极片与所述隔膜的第一对齐度包括：
从所述第一图像数据中提取所述压刀的第一竖直边线、所述负极片的水平边线与竖直边线、所述隔膜的水平边线以及所述叠片台的水平边线；
根据所述压刀的第一竖直边线以及所述负极片的竖直边线，得到所述负极片与所述压刀的水平参照距离；
根据所述负极片的水平边线以及所述叠片台的水平边线，得到所述负极片与所述叠片台的竖直参照距离；
获取所述压刀的水平尺寸，根据所述压刀的水平尺寸和所述负极片与所述压刀的水平参照距离，得到所述负极片与所述隔膜的水平距离；
根据所述负极片的水平边线以及所述隔膜的水平边线，得到所述负极片与所述隔膜的竖直距离；
根据所述负极片与所述隔膜之间的水平距离与竖直距离，得到所述负极片与所述隔膜的第一对齐度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述正极片与所述参照物的边线的距离包括所述正极片与所述压刀的水平参照距离以及所述正极片与所述叠片台的竖直参照距离；
所述从所述第二图像数据中提取所述正极片和所述参照物的边线，得到所述正极片与所述参照物的边线的距离包括：
从所述第二图像数据中提取所述压刀的第一竖直边线、所述叠片台的水平边线以及所述正极片的竖直边线与水平边线；
根据所述正极片的竖直边线与所述压刀的第一竖直边线，得到所述正极片与所述压刀的水平参照距离；
根据所述正极片水平边线与所述叠片台水平边线，得到所述正极片与所述叠片台的竖直参照距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述负极片与参照物的边线的距离以及所述正极片与参照物的边线的距离，得到所述负极片与所述正极片的第二对齐度包括：
根据所述负极片与所述压刀的水平参照距离以及所述正极片与所述压刀的水平参照距离，得到所述负极片与所述正极片的水平距离；
根据所述负极片与所述叠片台的竖直参照距离以及所述正极片与所述叠片台的竖直参照距离，得到所述负极片与所述正极片的竖直距离；
根据所述负极片与所述正极片之间的水平距离与竖直距离，得到所述负极片与所述正极片的第二对齐度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一对齐度和所述第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果之后，还包括：
当所述电芯对齐度检测结果不满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯踢废处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一对齐度和所述第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果之后，还包括：
当所述电芯对齐度检测结果满足电芯对齐度工艺要求参数范围时，进行电芯下料处理。
7.一种电芯对齐度检测系统，其特征在于，所述系统包括负极片(110)、正极片(120)、隔膜(130)、外设的参照物(140)、第一图像采集设备(150)、第二图像采集设备(160)和处理器(170)；
所述第一图像采集设备(150)采集所述负极片(110)叠放时所述负极片(110)、所述隔膜(130)以及参照物(140)的第一图像，所述第二图像采集设备(160)采集所述正极片(120)叠放时所述正极片(120)以及所述参照物(140)的第二图像，所述处理器(170)接收所述第一图像和所述第二图像，并执行上述权利要求1-6中任一项所述的电芯对齐度检测方法。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述参照物140)包括压刀(142)和叠片台(144)，所述隔膜(130)置于所述叠片台(144)，所述压刀(142)的一端包覆于所述隔膜(130)的折叠处。
9.一种电芯对齐度检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一图像获取模块，用于获取负极片叠放时采集的第一图像，所述第一图像携带有所述负极片、隔膜以及参照物的第一图像数据；
第一对齐度分析模块，用于从所述第一图像数据中提取所述负极片、所述隔膜以及所述参照物的边线，得到所述负极片与所述参照物的边线的距离、以及所述负极片与所述隔膜的第一对齐度；
第二图像获取模块，用于获取正极片叠放时采集的第二图像，所述第二图像携带有所述正极片和所述参照物的图像数据，从所述第二图像数据中提取所述正极片和所述参照物的边线，得到所述正极片与所述参照物的边线的距离；
第二对齐度分析模块，用于根据所述负极片与参照物的边线的距离以及所述正极片与参照物的边线的距离，得到所述负极片与所述正极片的第二对齐度；
电芯对齐度检测结果获得模块，用于根据所述第一对齐度和所述第二对齐度，得到电芯对齐度检测结果。
10.一种电芯对齐度检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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