CN112240887A - 电池外观缺陷检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池外观缺陷检测系统和方法，系统包括：检测装置，所述检测装置包括若干个工位单元；每个工位单元上设有至少一个摄像头和光源单元；光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；摄像头用于拍摄至少一张被测试电池的外观图像；当摄像头用于拍摄被测试电池的外观图像时，光源单元处于打开状态；控制装置，控制装置与摄像头连接，用于对摄像头拍摄的外观图像进行融合处理，生成电池外观缺陷结果。本发明能避免被测试电池上出现光源过强或者太弱的情况，提高摄像头拍摄图像的清晰度，从而提高融合处理后生成的电池外观缺陷结果的准确性，以有效检测出电池外观缺陷情况。本发明可应用于电芯检测技术领域。

Description

电池外观缺陷检测系统和方法

技术领域

本发明涉及电芯检测技术领域，尤其是一种电池外观缺陷检测系统和方法。

背景技术

随着电池的工艺不断的完善，技术不断成熟，市场需求的不断提升，往高能量密度、高安全方向发展已经成为一种趋势，而外观检测人员在检测电池外观缺陷时，容易出现因单片电芯检测时间短、整体用眼时间长等外界因素导致后端出现品质及安全问题。因此，为解决上述问题，通过摄像头对电池外观进行拍照，然后根据拍摄得到的图像进行分析以得到外观缺陷情况。然而，由于拍摄过程中，光源是位于摄像头旁边且一直正对电池照射，容易导致部分位置的光源过强或太弱，使得拍摄得到图像模糊，无法真实反映出电池外观缺陷情况。

发明内容

为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种电池外观缺陷检测系统和方法，其能有效检测出电池外观缺陷情况。

第一方面，本发明实施例提供了：

一种电池外观缺陷检测系统，包括：

检测装置，所述检测装置包括若干个工位单元；每个所述工位单元上设有至少一个摄像头和光源单元；所述光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；所述摄像头用于拍摄至少一张被测试电池的外观图像；当所述摄像头用于拍摄被测试电池的外观图像时，所述光源单元处于打开状态；

所述若干个工位单元包括极耳正反面单元，所述极耳正反面单元上设有第二摄像头、第二光源模块和第二电池放置块；

所述第二电池放置块用于放置被测试电池；

所述第二光源模块包括同轴光子模块和圆顶光子模块；

所述第二摄像头设置于所述第二电池放置块上方，所述同轴光子模块设置于所述第二摄像头和所述第二电池放置块之间；所述圆顶光子模块设置于所述同轴光子模块与所述第二电池放置块之间，且所述圆顶光子模块的光源漫射面正对所述第二电池放置块；

控制装置，所述控制装置与所述摄像头连接，用于在被测试电池经过所述若干个工位单元时将分别拍摄的外观图像进行处理，将红外光和左右光源采集的图片进行三相融合及用左右打光图片进行两相融合，算法对合成的三相及两相的图片进行检测，将电池外观存在的缺陷检测出来。

进一步地，所述若干个工位单元包括电池主体正反面单元，所述电池主体正反面单元上设有第一摄像头、第一光源模块和第一电池放置块；

所述第一电池放置块用于放置被测试电池；

所述第一光源模块包括环形光源子模块、两个红外面光子模块和两个红色面光子模块；

所述第一摄像头设置于所述第一电池放置块上方，所述环形光源子模块位于所述第一摄像头和所述第一电池放置块之间，所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块均设置于所述环形光源子模块与所述第一摄像头之间。

进一步地，所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块分别对立设置于所述环形光源上方，且所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块与水平线之间的夹角均可调节。

进一步地，所述若干个工位单元还包括头部侧边单元，所述头部侧边单元上设有第三摄像头、第三光源模块和第三电池放置块，所述第三电池放置块用于放置被测试电池；所述第三光源模块正对被测试电池的长边照射；所述第三摄像头包括至少两个摄像头，所述至少两个摄像头斜对所述被测试电池的头部短边位置拍摄。

进一步地，所述若干个工位单元还包括长边侧单元，所述长边侧单元上设有第四摄像头、第四光源模块和第四电池放置块，所述第四电池放置块用于放置被测试电池；所述第四摄像头正对被测试电池的长边照射；所述第四光源模块包括至少两个光源子模块和漫射板，所述漫射板设置于所述第四摄像头和所述第四电池放置块之间，所述至少两个光源子模块通过所述漫射板向所述第四摄像头打光，所述至少两个光源子模块的光源角度均可调节。

进一步地，所述若干个工位单元还包括尾部与折角单元，所述尾部与折角单元上设有第五摄像头、第五光源模块和第五电池放置块；所述第五电池放置块用于放置被测试电池；所述第五摄像头包括至少三个摄像头，其中一个摄像头正对被测试电池尾部拍摄，剩余两个摄像头斜对被测试电池尾部拍摄。

第二方面，本发明实施例提供了：

一种电池外观缺陷检测方法，包括以下步骤：

获取若干个工位单元内摄像头拍摄的被测试电池的外观图像，所述摄像头拍摄被测试电池的外观图像时，通过光源单元提供环境光源，其中，光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；

对外观图像进行融合处理，得到电池外观缺陷。

进一步地，所述工位单元包括电池主体正反面单元、极耳正反面单元、头部侧边单元、长边侧单元和尾部与折角单元，所述电池主体正反面单元内的光源单元的照射角度可调节。

进一步地，所述长侧边单元上的光源模块通过漫射板向摄像头打光。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例通过在每个工位单元上设置摄像头和光源单元，且光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节，以避免被测试电池上出现光源过强或者太弱的情况，提高摄像头拍摄图像的清晰度，从而提高控制装置根据外观图像进行融合处理后生成的电池外观缺陷结果的准确性，以有效检测出电池外观缺陷情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例的电池外观缺陷检测系统的模块框图；

图2为本发明一种具体实施例的主体正反面单元示意图；

图3为图2旋转90°后的主体正反面单元示意图；

图4为本发明一种具体实施例的铝极极耳正反面单元示意图；

图5为本发明另一种具体实施例的镍极极耳正反面单元示意图；

图6为本发明一种具体实施例的头部侧边单元示意图；

图7为图6旋转90°后的头部侧边单元示意图；

图8为本发明一种具体实施例的长侧边单元示意图；

图9为图8旋转90°后的长侧边单元示意图；

图10为本发明一种具体实施例的尾部及折角单元示意图；

图11为本发明一种具体实施例的电池外观缺陷检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本申请的技术方案，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参照图1， 本发明实施例提供了一种电池外观缺陷检测系统，包括检测装置和控制装置，该检测装置用于获取被测试电池的外观图像，该控制装置用于用于在被测试电池经过所述若干个工位单元时将分别拍摄的外观图像进行处理，将红外光和左右光源采集的图片进行三相融合及用左右打光图片进行两相融合，算法对合成的三相及两相的图片进行检测，将电池外观存在的缺陷检测出来。具体地，检测装置包括若干个工位单元；每个工位单元上设有至少一个摄像头和光源单元；光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；摄像头则用于拍摄至少一张被测试电池的外观图像；当摄像头用于拍摄被测试电池的外观图像时，光源单元处于打开状态；控制装置具体与摄像头连接，用于对摄像头拍摄的外观图像进行融合处理，通过对融合结果图进行判断后，得到电池外观的所有缺陷。

在一些实施例中，如图2和图3所示，工位单元包括电池主体正反面单元，具体地，电池主体正反面单元上设有第一摄像头21、第一光源模块和第一电池放置块；第一电池放置块用于放置被测试电池24，被测试电池包括极耳241；第一光源模块包括环形光源子模块22、两个红外面光子模231和232，以及两个两个红色面光子模块233和234，第一摄像头21设置于所述第一电池放置块上方，环形光源子模块22位于第一摄像头21和第一电池放置块之间，两个红外面光子模块和两个红色面光子模块设置于环形光源子模块与所述第一摄像头之间。

在本实施例中，两个红外面光子模块和两个红色面光子模块分别两两对立设置于环形光源上方，且两个红外面光子模块和两个红色面光子模块与水平线之间的夹角均可调节。例如，假设第一电池放置块上放置有锂电池，则在锂电池的正上方架设环形光源子模块，该环形光源子模块用于产生环形光源，在环形光源子模块上面再安装两个红外面光子模块A和B，以及两个红色面光子模块C和D，其中，A侧为红外面光，红外面光与水平线的夹角为[0°,-120°];B侧也为红外面光，红外面光与水平线的夹角为[0°,-120°]；C侧为红色面光，红外面光与水平角度夹角为[0°,-120°]；D侧也为红色面光，红色面光与水平角度夹角为[0°,-120°]。如图2和图3所示，当锂电池到达主体正反面的检测位置时，A侧光源亮起，拍摄一张图片作为左打光图片；B侧光源亮起，拍摄一张图片作为右打光图片；CD侧同时亮，拍摄一张红外光图，底部环形光源亮拍摄一张，组合成一套打光图，接着，通过控制装置内的算法对图片进行融合处理，进而对所有的缺陷进行检测；此外，为兼顾不同材质或者不同颜色的铝塑膜，环形光源子模块上灯珠角度和光源安装角度，以及打光组合方式均有所区别，例如，灯珠的角度排布按照[30°,-60°]范围进行，光源安装角度在[90°,-120°]。此外，除开上述的组合方式外，还可以在A侧光源亮的同时，CD侧光源同时亮起，拍摄一张照片作为左打光；B侧光源亮的同时，CD侧光源同时亮起，拍摄一张照片作为右打光；然后CD侧同时亮，拍摄一张红外光图，底部环形光源亮拍摄一张，组合成一套打光图，最后控制装置内的算法对图片进行融合处理，然后对融合处理结果进行判断，进而得到电池外观的缺陷。

在一些实施例中，如图4和图5所示，工位单元还包括极耳正反面单元，其中，极耳正反面单元上设有第二摄像头31、第二光源模块和第二电池放置块；第二电池放置块用于放置被测试电池34，被测试电池设有极耳341；第二光源模块包括同轴光子模块32和圆顶光子模块33；第二摄像头31设置于第二电池放置块上方，同轴光子模块32设置于第二摄像头31和第二电池放置块之间；圆顶光子模块33设置于同轴光子模块与第二电池放置块之间，且圆顶光子模块33的光源漫射面正对所述第二电池放置块。

在本实施例中，同轴光子模块和圆顶光子模块的结构均是通过特殊定制得到的模块。本实施例在工作过程中，同轴光可对圆顶光进行辅助，使圆顶光所发出的光照射在被测试电池上时的光更加的均匀，以满足全角度的均匀性；或者两个光源子模块发出的光进行叠加，从而对拍摄的照片有增强的效果，同步解决原有槽位印拍摄不清楚，导致算法检测效果不佳的问题。当被测试电池到达第二电池放置块后，控制同轴光子模块及圆顶光子模块产生光源，接着拍摄两张图片，一张高曝光、一张低曝光的图片；接着关闭圆顶光子模块，再拍摄一张；对于存在两个极耳的被测试电池，另外一个极耳同样进行上述拍照，两个极耳拍摄六张图组合成一套图，控制装置内的算法对图片进行融合处理，进而得到电池外观的缺陷。

在一些实施例中，如图6和图7所示，工位单元还包括头部侧边单元，其中，头部侧边单元上设有第三摄像头41、第三光源模块42和第三电池放置块；具体地，第三电池放置块用于放置被测试电池43，被测试电池43上设有极耳431；第三光源模块42正对被测试电池的长边照射，即垂直被测试电池的长边打光，以兼容平行于被测试电池头部侧边方向的成像效果；而为了更加全面的对被测试电池的头部位置进行拍摄，第三摄像头41包括至少两个摄像头，至少两个摄像头斜对所述被测试电池的极耳位置拍摄，具体是一个摄像头斜对被测试电池头部位置从上往下拍摄，另一个摄像头斜对被测试电池头部位置从下往上拍摄，接着，两张图组合成头部侧边的一套图，控制装置内的算法对图片进行融合处理，进而得到电池外观的缺陷。在本实施例中，通过头部边工位的两个相机进行拍照，以避免发生因电池极耳上翻或者下趴导致盲区的缺陷无法检测出而导致缺陷往外流出，从而存在安全隐患的情况。

在一些实施例中，如图8和图9所示，工位单元还包括长边侧单元，其中，长边侧单元上设有第四摄像头51、第四光源模块和第四电池放置块，第四电池放置块用于放置被测试电池54，被测试电池54上设有极耳541；第四摄像头51正对被测试电池的长边照射；第四光源模块包括至少两个光源子模块52和漫射板53，所述至少两个光源子模块52的光源角度均可调节，漫射板53设置于第四摄像头51和第四电池放置块之间，至少两个光源子模块52通过漫射板53向所述第四摄像头打光。本实施例在工作过程中，当两侧光源亮起时，第四摄像头进行拍摄，一个工位一张图，控制装置内的算法对图片进行处理，进而对所有的缺陷进行检测。在拍摄过程中，第四光源模块向第四摄像头方向打光，并通过漫反射的方式，以去除边缘发亮的情况，兼顾边缘部分的成像效果，同时增强突出对方向性的缺陷。

在一些实施例中，如图10所示，工位单元还包括尾部与折角单元，其中，尾部与折角单元上设有第五摄像头61、第五光源模块62和第五电池放置块；具体地，第五电池放置块用于放置被测试电池63，被测试电池63上设有极耳631；由于尾部侧边在左右两边的折角上面会有不良缺陷的出现，因此，第五摄像头包括至少三个摄像头，其中一个摄像头正对被测试电池尾部拍摄，剩余两个摄像头斜对被测试电池尾部拍摄。拍摄过程中通过第五光源模块打光，拍摄完成后，将拍摄得到的三个摄像头的图像组合成一套图，控制装置内的算法对该套图进行融合处理，进而对所有的缺陷进行检测。

此外，如图11所示，本发明实施例还提供了一种电池外观缺陷检测方法，本实施例通过图1所述系统实现。本实施例具体包括以下步骤：

S71、获取若干个工位单元内摄像头拍摄的被测试电池的外观图像，其中，摄像头拍摄被测试电池的外观图像时，通过光源单元提供环境光源，光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；

在一些实施例中，工位单元包括电池主体正反面单元、极耳正反面单元、头部侧边单元、长边侧单元和尾部与折角单元，其中，电池主体正反面单元内的光源单元的照射角度可调节。长侧边单元上的光源模块通过漫射板向摄像头打光。

S72、对外观图像进行融合处理，得到电池外观缺陷。

在本实施例中，上述系统实施例的内容均适用于本方法实施例，本方法实施例所达到的效果与上述系统实施例达到的效果相同。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，包括：

检测装置，所述检测装置包括若干个工位单元；每个所述工位单元上设有至少一个摄像头和光源单元；所述光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；所述摄像头用于拍摄至少一张被测试电池的外观图像；当所述摄像头用于拍摄被测试电池的外观图像时，所述光源单元处于打开状态；

所述若干个工位单元包括极耳正反面单元，所述极耳正反面单元上设有第二摄像头、第二光源模块和第二电池放置块；

所述第二电池放置块用于放置被测试电池；

所述第二光源模块包括同轴光子模块和圆顶光子模块；

所述第二摄像头设置于所述第二电池放置块上方，所述同轴光子模块设置于所述第二摄像头和所述第二电池放置块之间；所述圆顶光子模块设置于所述同轴光子模块与所述第二电池放置块之间，且所述圆顶光子模块的光源漫射面正对所述第二电池放置块；

控制装置，所述控制装置与所述摄像头连接，用于在被测试电池经过所述若干个工位单元时将分别拍摄的外观图像进行处理，将红外光和左右光源采集的图片进行三相融合及用左右打光图片进行两相融合，算法对合成的三相及两相的图片进行检测，将电池外观存在的缺陷检测出来。

2.根据权利要求1所述的一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，所述若干个工位单元还包括电池主体正反面单元，所述电池主体正反面单元上设有第一摄像头、第一光源模块和第一电池放置块；

所述第一电池放置块用于放置被测试电池；

所述第一光源模块包括环形光源子模块、两个红外面光子模块和两个红色面光子模块；

所述第一摄像头设置于所述第一电池放置块上方，所述环形光源子模块位于所述第一摄像头和所述第一电池放置块之间，所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块均设置于所述环形光源子模块与所述第一摄像头之间。

3.根据权利要求2所述的一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块分别对立设置于所述环形光源上方，且所述两个红外面光子模块和两个红色面光子模块与水平线之间的夹角均可调节。

4.根据权利要求1所述的一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，所述若干个工位单元还包括头部侧边单元，所述头部侧边单元上设有第三摄像头、第三光源模块和第三电池放置块，所述第三电池放置块用于放置被测试电池；所述第三光源模块正对被测试电池的长边照射；所述第三摄像头包括至少两个摄像头，所述至少两个摄像头斜对所述被测试电池的头部短边位置拍摄。

5.根据权利要求1所述的一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，所述若干个工位单元还包括长边侧单元，所述长边侧单元上设有第四摄像头、第四光源模块和第四电池放置块，所述第四电池放置块用于放置被测试电池；所述第四摄像头正对被测试电池的长边照射；所述第四光源模块包括至少两个光源子模块和漫射板，所述漫射板设置于所述第四摄像头和所述第四电池放置块之间，所述至少两个光源子模块通过所述漫射板向所述第四摄像头打光，所述至少两个光源子模块的光源角度均可调节。

6.根据权利要求1所述的一种电池外观缺陷检测系统，其特征在于，所述若干个工位单元还包括尾部与折角单元，所述尾部与折角单元上设有第五摄像头、第五光源模块和第五电池放置块；所述第五电池放置块用于放置被测试电池；所述第五摄像头包括至少三个摄像头，其中一个摄像头正对被测试电池尾部拍摄，剩余两个摄像头斜对被测试电池尾部拍摄。

7.一种电池外观缺陷检测方法，其特征在于，适用于权利要求1-6中任一项所述的系统，所述电池外观缺陷检测方法包括以下步骤：

获取若干个工位单元内摄像头拍摄的被测试电池的外观图像，所述摄像头拍摄被测试电池的外观图像时，通过光源单元提供环境光源，其中，光源单元的光源照射方向根据被检测电池的检测位置调节；

对外观图像进行融合处理，得到电池外观缺陷。

8.根据权利要求7所述的一种电池外观缺陷检测方法，其特征在于，所述若干个工位单元包括电池主体正反面单元、极耳正反面单元、头部侧边单元、长边侧单元和尾部与折角单元，所述电池主体正反面单元内的光源单元的照射角度可调节。

9.根据权利要求7所述的一种电池外观缺陷检测方法，其特征在于，长侧边单元上的光源模块通过漫射板向摄像头打光。

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