CN113030136A - 一种电池检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池检测方法及系统，方法包括：获取电池的X射线图像；在X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线；在X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，扫描窗口与第一搜索基线平行，沿电池外层到电池内层的方向对X射线图像进行逐步扫描，获取电池内部的电池层层数；获取每次扫描窗口区域内的有效像素点，根据有效像素点的占比以及有效像素点的直线拟合度，判断扫描区域内是否存在电池层。本发明针对现有技术的不足，通过检测临近层间距以及临近层极性相反特性确定电池内部结构，通过检测电池的电池层层数和极点距离判断电池是否符合要求，扫描速度快，检测效率和检测准确率高。

Description

一种电池检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电池检测领域，具体而言，涉及一种电池检测方法及系统。

背景技术

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

电池内部的极板决定着电池的性能和质量。极板包括交错设置的正电极片和负电极片，正电极片和负电极片之间需保证紧密接触。电池在批量生产制造过程中需要保证较高的制造精度。因此，电池检测在电池制造过程中极为重要。极板作为电池内部的核心部件，需要较高的检测精度去检测极板数量以及极点之间的距离。现有技术中的电池检测方法普遍存在检测效率低、准确度低等缺陷。

综上，需要一种针对电池的检测方法，能够解决上述问题。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提供了一种电池检测方法及系统。

具体方案如下：

一种电池检测方法，包括：

图像获取：获取电池的X射线图像；

图像预处理：在所述X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，所述有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

层搜索：在所述X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，所述扫描窗口与所述第一搜索基线平行，沿所述电池外部到电池内部的方向上对所述X射线图像进行逐步扫描，获取每次所述扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层；

获取电池内部的电池层层数。

在一个具体实施例中，所述方法还包括获取极点间距：

根据所述X射线图像上各电池层像素的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离；

判断所述极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范。

在一个具体实施例中，

所述“根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层”具体包括：

判断所述扫描区域内所述有效像素点的占比是否满足预设比例，

若不满足预设比例，则所述扫描区域内不存在电池层；

若满足预设比例，则判断所述有效像素点的直线拟合度是否符合预设拟合程度，若不符合预设拟合程度，则所述扫描区域内不存在电池层，若符合预设拟合程度，则所述扫描区域内存在电池层。

在一个具体实施例中，假设沿电池外部到电池内部的方向为X射线图像的y方向，与所述y方向垂直的方向为x方向，所述电池层基本平行于所述x方向；

所述有效像素点包括：

判断每一像素点的灰度值是否小于相邻连续N个在所述y方向上的像素点的灰度值，若是，则为有效像素点；

所述第一搜索基线的获取步骤包括：

在所述x方向上，将所述X射线图像平均等分为M等份；

在每一等份的预设初始位置，沿所述y方向逐一对比像素点的灰度值，判断当前像素点的灰度值是否小于相邻连续K个在所述y方向上的像素点的灰度值，若是，则当前像素点为第一像素点，停止对比；

M个所述第一像素点的线性拟合线构成所述第一搜索基线。

在一个具体实施例中，假设电池内部的多个电池层厚度基本相等、且层与层之间互相基本平行；

所述逐步扫描包括所述扫描窗口每次在所述y方向上移动所述层间距大小的距离对所述X射线图像进行扫描处理；

获取最外侧的电池层后，所述扫描窗口以每一层的电池层为搜索基线，每次移动所述层间距大小的距离，获取下一个扫描区域。

在一个具体实施例中，所述逐步扫描包括所述扫描窗口每次在所述y方向上移动一个或多个像素单位对所述X射线图像进行扫描处理。

在一个具体实施例中，所述方法还包括参数验证：

判断所述电池层层数是否等于预设目标层数，若不等于所述预设目标层数，则计算验证相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系；

若存在相邻电池层之间的距离等于数倍的所述预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对所述缺失电池层进行再次搜索确认，所述扫描窗口在所述y方向上每次移动一个像素单位对所述缺失电池层进行扫描处理。

在一个具体实施例中，若偶数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层第一次的灰度值突变位置与偶数层电池层最外侧的灰度值突变位置计算所述极点距离；

若奇数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层最外侧的灰度值突变位置与偶数层电池层第一次的灰度值突变位置计算所述极点距离。

一种电池检测系统，包括：

图像获取单元：用于获取电池的X射线图像；

图像预处理单元：用于在所述X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，所述有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

层搜索单元：用于在所述X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，所述扫描窗口与所述第一搜索基线平行，沿所述电池外部到电池内部的方向上对所述X射线图像进行逐步扫描，获取每次所述扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层；以及用于获取电池内部的电池层层数。

在一个具体实施例中，所述系统还包括：

极距判断单元：用于根据所述X射线图像上各电池层上像素的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离，判断所述极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范；

参数验证单元：用于判断所述电池层层数是否等于预设目标层数，若否，则计算验证相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系；

若存在相邻电池层之间的距离等于数倍的所述预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对所述缺失电池层进行再次搜索确认，所述扫描窗口在所述y方向上每次移动一个像素单位对所述缺失电池层进行扫描处理。

有益效果：

本发明针对现有技术的缺陷，提出了一种电池检测方法及系统，利用X射线检测电池内部结构是否符合规范。

通过检测电池的电池层判断电池是否符合要求，当电池层的层数不符合要求，则电池不合格。

通过检测电池的电池层的极点距离判断电池是否符合要求，若极点距离不符合预设极距，则电池不合格。

通过设置层搜索，确保扫描到每一层，保证了搜索的准确性。

利用像素点有效数据和像素点直线拟合度判断扫描区域内是否存在电池层，科学有效，最大程度降低图像质量对检测结果的影响。

设置逐像素扫描和逐层扫描两种扫描方式，用户可根据实际情况选择合适的扫描方式。

逐像素扫描，扫描结果准确，检测的准确性高；逐层扫描，扫描速度快，检测的效率高。

将检测方法系统化，其该方法更具实用性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例1的流程示意图；

图2是本发明实施例1的电池内部的X射线图像；

图3是本发明实施例1的电池层分层图；

图4是本发明实施例1的像素点图像；

图5是本发明实施例1的搜索窗口示意图；

图6是本发明实施例2的实验结果；

图7是本发明实施例2的各电池层灰度值变化趋势对比图；

图8是本发明实施例3的系统结构图。

附图标记：1-图像获取单元、2-图像预处理单元、3-层搜索单元、4-参数验证单元、5-极距判断单元、31-逐像素处理模块、32-逐层处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明根据电池结构的特点，提出了一种电池检测方法及系统，利用电池内部的X射线图像获取电池层的层数和极点之间的距离，进而判断电池是否符合要求，方便快捷，准确性高。

X射线是一种波长极短、能量很大的电磁波，具有穿透性，当X射线透过电池内部极板时，根据不同位置的极板对X射线能量吸收的程度不同，经过显像处理后即可得到电池内部极板的影像。

需要说明的是，本发明需要建立在电池内部的电池层之间互相平行、层间距相同、层厚度的基础上，结合统计学的相关知识，科学、准确的获取电池内部的极层数和极距。

实施例1

本实施例提出了一种电池检测方法，如附图说明书1-5所示，通过检测电池内部电池层的层数判断电池是否符合要求。具体流程如说明书附图1，具体方案如下:

101、图像获取：获取电池的X射线图像；

102、图像预处理：在X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

103、在X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，扫描窗口与第一搜索基线平行，沿电池外部到电池内部的方向上对X射线图像进行逐步扫描，获取每次扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据有效像素点的占比以及有效像素点的直线拟合度，判断扫描区域内是否存在电池层；进而获取电池内部的电池层层数。

104、参数验证：判断电池层层数是否等于预设目标层数，若电池层层数大于预设目标层数，则重新进行层搜索；若电池层层数小于预设目标层数，则进行修正处理。

需要说明的是，在本实施例中，电池内部的各个电池层之间互相平行，且层与层之间的间距相等、层的厚度相等，本实施例基于这一条件运用统计学的相关概念对电池内部结构进行检测。

本实施例通过检测电池层的层数判断电池结构是否符合标准。在电池批量生产的过程中，难免会因为各种外部因素导致出现电池层数量缺少等问题。电池层数量缺少会导致电池性能不符合要求。

本实施例通过X射线图像进行电池检测。需要说明的是，X射线图像只是本发明的一种具体的应用场景，采用其它形式的图像都应该包括在本发明的保护范围内，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代的方案都不会脱离本发明的保护范围。

X射线图像由于其自身的局限性，很难清晰的反映电池内部所有的电池层结构。因此，越内部的影像，图像质量越差。急剧变化的数据质量很大程度上取决于X射线图像的质量/分辨率。分辨率越差，分层搜索就越困难，但通过趋势的交叉检查，仍然可以通过更多的计算找到内层。而外层的电池层能够非常清晰的从X射线图像中获取，易于查找，对内层搜索的准确性也有很大帮助。

首先，获取电池内部关于电池层的X射线图像。本实施例采用X射线照射电池内部的极板，获取X射线图像，电池层的X射线图像如说明书附图2和3所示。获取X射线图像之后，对其进行预处理，在X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线。X射线图像转化为像素点图像后，像素点图像如说明书附图4所示，通过像素点图像可以明显看出，越内侧的电极板，像素点的有效数据就越少，像素点的直线拟合就越难。

规定第一层电池层为最外侧的电池层，即说明书附图2中最上面的电池层，且该电池层为短电极。由说明书附图2可见，电池层之间的界限由上到下逐渐模糊，即越内侧的电池层，X射线图像所能呈现的界限越模糊。与之对应的，说明书附图3中的像素点由上到下逐渐发散，界限清晰的部分，像素点可拟合成一条直线。急剧变化的数据质量很大程度上取决于X射线图像的质量或分辨率，每一层电池层在X射线图像上的影像如说明书附图4所示。假设沿电池外部到电池内部的方向为X射线图像的y方向，与y方向垂直的方向为x方向，电池层基本平行于x方向。

预处理具体包括：首先获取有效像素点。由于图像限制，X射线图像上存在大量无效的像素点，需进行剔除。有效像素点是指在该点的y方向上，其相邻前后分别连续有N个像素点的灰度值大于其灰度值。

其次确定第一搜索基线。将X射线图像的水平方向平均分为M等份，在每一等份的预设初始位置开始，从y方向上沿电池外部到电池内部方向逐一比对像素点的灰度值，若当前像素点存在有相邻连续K个在y方向上小于其灰度值的像素点，则当前像素点在第一搜索基线上，将当前像素点设为第一像素点，停止向内搜索。若当前像素点不存在有相邻连续K个在y方向上小于其灰度值的像素点，则继续对比下一个像素点。M个第一像素点在图像中的所有像素坐标的线性拟合线构成第一搜索基线。需要考虑当前像素点沿y方向上的像素点，以及沿y方向的反方向上的像素点，在说明书附图2中即可表示为该像素点上方的像素点和该像素点下方的像素点。

其中N不小于2，优选的可设置为2。M和K均不应小于7，优选的M可设置为10，K可设置为20。第一搜索基线的线性拟合度不应小于0.9，优选的可设置为0.95，如果线性拟合度不符合，应该去除异常点，但去除异常点后的拟合点数不应小于7。第一搜索基线的获取需要基于所有的像素点来获取，而不仅仅是有效像素点。

接着，层搜索、在X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，扫描窗口与第一搜索基线平行。通过扫描窗口沿电池外部到电池内部的方向对X射线图像进行逐步扫描，获取电池层的层数。扫描窗口从第一搜索基线沿电池外部到电池内部的方向开始进行扫描。

扫描窗口呈长条状，如说明书附图5所示。也可根据需要改为其他形状。特别地，由于X射线图像的限制，电池层的界限可能会存在或多或少的抖动变化，扫描窗口需要覆盖电池层影像的坡度变化，扫描窗口的宽度略大于电池层的宽度，长度可根据X射线图像的大小进行设定。

本实施例利用扫描窗口逐像素扫描X射线图像，即扫描窗口扫描完一个区域后，移动一个或多个像素单元，进行下一个区域的扫描。逐像素扫描图像扫描精度高，可精确到像素级，不会遗漏任何一个电池层，准确性高。用户可根据影像质量或电池结构选择合适的像素单位进行扫描。

进一步，扫描窗口沿电池外部到电池内部的方向逐个像素单位对X射线图像进行扫描。获取每个扫描区域内的有效像素点，判断扫描区域内有效像素点的占比是否满足预设比例，若不满足预设比例，则扫描区域内不存在电池层；若满足预设比例，则判断有效像素点的直线拟合度是否符合预设拟合程度，若不符合预设拟合程度，则扫描区域内不存在电池层，若符合预设拟合程度，则扫描区域内存在电池层。

由于随着X射线的照射强度随着电池的深入逐渐衰减，像素点在X射线图像上逐渐分离，像素点也会存在差异。因此需要根据像素点的分布规律确定一个预设比例，确保满足一定比例的有效像素点才能进行下一步判断。预设比例可根据像素的分布规律设置。若有效像素点的有效数据满足预设比例，则进一步判断扫描窗口区域内的有效像素点直线拟合度是否符合预设拟合程度。若不符合预设拟合程度，则该扫描窗口区域内不存在电池层的界限。

更进一步，判断扫描窗口区域内的有效像素点的直线拟合度。由说明书附图4中的像素点图可见，电池层所在的区域，有效像素点能够近似拟合成一条直线，且拟合程度较高。本实施例根据这一特征判断扫描区域内是否存在电池层。预设拟合程度与预设比例类似，都需要根据像素点的分布规律合理设置。

接着进行参数验证，电池在生产过程中，会有电池层层数的要求，获取实际生产中电池层层数的要求并设为预设目标层数，判断电池层层数是否等于预设目标层数，若电池层层数等于预设目标层数，则电池合格。

若电池层层数大于预设目标层数，则需重新进行层搜索。在层搜索过程中可能存在计算错误，或预设比例、预设拟合程度设置不合理，需要重新设置这两个参数。若重复搜索数次后，电池层层数仍大于预设目标层数，则可能是电池在生产过程中出现的问题，该电池不符合要求。

若电池层层数小于预设目标层数，则需要进行修正处理，确保计算无误。修正处理包括计算相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系，若存在相邻电池层之间的距离接近整数倍的预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对电池层层数进行再次搜索确认，再次搜索确认时，扫描窗口在y方向上每次移动一个像素单位对缺失电池层进行扫描处理。例如，在第8层和第9层之间的距离为2倍的预设层间距，则第8层与第9层之间还存在一个电池层，电池层层数需要加1。由于图像质量的影响可能会导致电池层的计算缺失，设置参数验证，利用层间距进行验证，避免层搜索过程中忽略某一电池层。

层间距的获取包括，先通过扫描窗口扫描到最外侧的电池层，规定电池最外侧的电池层为第一电池层，由电池外侧向内侧的电池层依次为第一电池层、第二电池层、第三电池层……获取第一电池层，将第一电池层作为扫描窗口的扫描基线，逐像素向下扫描，直至获取到第二电池层，获取第一电池层与第二电池层之间的距离L1，再逐像素向下扫描，直至获取到第三电池层，获取第二电池层与第三电池层之间的距离L2，以此类推，获取多个层与层之间的距离L1、L2、L3……根据外侧电池层之间的距离获取层间距L，L的获取包括对L1、L2、L3……进行平均、加权等数据处理，获取一个最合适的距离作为层间距L。

本实施例提出了一种电池检测方法，通过逐像素分析电池的X射线图像，获取电池层层数，进而判断该电池是否符合要求，该方法检测精度高，检测效果好，适合于高精度电池检测领域。

实施例2

本实施例在实施例1的电池检测方法的基础上，进一步扩展了该方法的功能性，如附图说明书1-7所示，通过改变逐步扫描的方式提高电池检测的速度，同时增加极点距离的检测，从电池层层数和极点距离两方面检测电池性能。具体方案如下:

本实施例提出了一种电池检测方法，具体方案如下:

101、图像获取：获取电池的X射线图像；

102、图像预处理：在X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

103、在X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，扫描窗口与第一搜索基线平行，沿电池外部到电池内部的方向上对X射线图像进行逐步扫描，获取每次扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据有效像素点的占比以及有效像素点的直线拟合度，判断扫描区域内是否存在电池层；进而获取电池内部的电池层层数。

104、参数验证：判断电池层层数是否等于预设目标层数，若电池层层数大于预设目标层数，则重新进行层搜索；若电池层层数小于预设目标层数，则进行修正处理。

105、极距判断：根据X射线图像上各电池层的灰度值变化，获取相邻两电池层之间的极点距离；判断极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范。

本实施例在实施例1的基础上，修改了层搜索的方式，增加了极距判断的步骤，增强了电池检测方法的准确性和快速性。

在实施例1的基础上，本实施例还提供了另一种层搜索方式，相对于实施例1的逐像素搜索，本实施例采用的逐层搜索更加高效，扫描时间更少。具体的层搜索方式包括：扫描窗口每次移动层间距大小的距离对X射线图像进行扫描处理；获取最外侧的电池层后，扫描窗口以每一层的电池层为搜索基线，每次移动层间距大小的距离，扫描下一层的电池层。

先通过扫描窗口扫描到最外侧的电池层，规定电池最外侧的电池层为第一电池层，由电池外侧向内侧的电池层依次为第一电池层、第二电池层、第三电池层……获取第一电池层，将第一电池层作为扫描窗口的扫描基线，逐像素向下扫描，直至获取到第二电池层，获取第一电池层与第二电池层之间的距离L1，再逐像素向下扫描，直至获取到第三电池层，获取第二电池层与第三电池层之间的距离L2，以此类推，获取多个层与层之间的距离L1、L2、L3……根据外侧电池层之间的距离获取层间距L，L的获取包括对L1、L2、L3……进行平均、加权等数据处理，获取一个最合适的距离作为层间距L。层间距L可以利用外侧的电池层获取，也可以根据电池在生产过程中的要求中获取。

获取到层间距之后，以每一层的电池层为搜索基线，移动层间距大小的距离，即可到达下一层的电池层，判断该区域是否存在电池层，若存在则电池层加1，继续移动层间距大小的距离，到达下一个扫描区域，直至扫描区域内不存在电池层。为避免再某一层扫描时像素点数据不符合要求导致扫描窗口未识别出该电池层，本实施例在扫描到某一区域发现不存在电池层时，会继续向下扫描数次，若在接下来的扫描中识别出电池层，则证明之前的扫描区域中也存在电池层，电池层的层数需进行相应的叠加处理，避免某一层电池层因图像质量问题导致无法识别而被扫描窗口忽略。若连续扫描数次都未识别出电池层，则停止扫描。由于电池层之间紧密连接且宽度相同，每次移动层间距大小即可到达下一个电池层，科学准确，提高了扫描窗口的扫描效率，进而提高了电池检测的效率。

在本实施例和实施例1中，每个扫描窗口扫描区域内的有效像素数据需要达到预设比例，本实施例的预设比例为70，拟合程度通过每条线的R平方进行判断，规定R平方必须大于0.7才能符合要求。

具体的实验结果如说明书附图6所示。由各层索引和偏移量的R平方构成的坐标系可以看出，所有层的索引和偏移的相关性都很好，且经过大量实践证明相关性都优于0.992，这在某种程度上代表了电池的特性，因为每个层之间的物理距离保持在一个恒定值，所有层都保持不变且平行。所以用R平方可以为找到的每一层确定最可能的索引值，并在层搜索过程中判断丢失了哪一层。

极点距离不合格，会导致空气进入电池层产生击穿，造成短路，影响电池的使用。因此，极点距离的检测在电池检测中十分重要。本实施例根据X射线图像上各电池层的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离，判断极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范。

如说明书附图7所示，长电池层和短电池层在灰度值变化上存在明显的差异。具体地，第0层电池层(即最外侧的电池层)为短电极，在0-100个像素内灰度值为255(白色)，在像素值为100附近发生跳变，灰度值变为200左右，此时的颜色为灰色。第1层电池层为长电极，在0-40个像素附近灰度值为255，在像素值为40左右发生跳变，在40-100个像素附近灰度值为225，在像素值为100附近继续跳变为125。第7层电池层和第6层电池层的灰度值变化趋势与第1层电池层相似，只在灰度值上存在些许差异。由于长电池层和短电池层交叉设置，通过观察电池层的灰度变化可明显找出奇数层和偶数层中哪一层代表长电池层，哪一层代表短电池层。根据实验结果可得出，若偶数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层第一次的灰度值突变位置与偶数层电池层最外侧的灰度值突变位置计算极点距离。同理，若奇数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层最外侧的灰度值突变位置与偶数层电池层第一次的灰度值突变位置计算极点距离。

本实施例在实施例1的基础上，修改了层搜索的方式，将逐像素搜索替换为逐层搜索，通过获取层间距，每次移动层间距的距离，逐步获取电池层的层数，搜索速度快，提高了电极检测的效率；同时利用X射线图像上各电池层的灰度值变化获取极点距离，实现了电池的极距检测。本实施例相对于实施例1，在提升检测效率的基础上，扩展了检测的多样性，保证了检测的正确性。

实施例3

本实施例在实施例1和实施例2的基础上，将电池检测方法系统化，形成一种电池检测系统，各模块示意图如说明书附图8。具体方案如下:

一种电池检测系统，包括图像获取单元1、图像预处理单元2、层搜索单元3、参数验证单元4和极距判断单元5。

图像获取单元1：用于获取电池的X射线图像；

图像预处理单元2：用于在X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

层搜索单元3：用于在X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，扫描窗口与第一搜索基线平行，沿电池外部到电池内部的方向上对X射线图像进行逐步扫描，获取每次扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据有效像素点的占比以及有效像素点的直线拟合度，判断扫描区域内是否存在电池层；以及用于获取电池内部的电池层层数。层搜索单元3包括逐像素搜索单元31和逐层搜索单元32。

逐像素搜索单元31：用于扫描窗口在y方向上每次移动一个或多个像素单位对X射线图像进行扫描处理。

逐层搜索单元32：用于扫描窗口每次在y方向上移动层间距大小的距离对X射线图像进行扫描处理；获取最外侧的电池层后，扫描窗口以每一层的电池层为搜索基线，每次移动层间距大小的距离，获取下一个扫描区域。

参数验证单元4：用于判断电池层层数是否等于预设目标层数，若否，则计算验证相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系；

若存在相邻电池层之间的距离等于数倍的预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对缺失电池层进行再次搜索确认，扫描窗口在y方向上每次移动一个像素单位对缺失电池层进行扫描处理。

极距判断单元5：用于根据X射线图像上各电池层上像素的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离，判断极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范。

本实施例提将实施例1和实施例2的电池检测方法系统化，形成一种电池检测系统，使其更具应用性。

本发明针对现有技术，提出了一种电池检测方法及系统，利用X射线检测电池内部结构是否符合规范。通过检测电池的电池层判断电池是否合格，当电池层的层数不符合要求，则电池不合格。通过检测电池的电池层的极点距离判断电池是否符合要求，若极点距离不符合预设极距，则电池不合格。通过设置层搜索，确保扫描到每一层，保证了搜索的准确性。利用像素点有效数据和像素点的直线拟合度判断扫描区域内是否存在电池层，科学有效，最大程度降低图像质量对检测结果的影响。设置逐像素扫描和逐层扫描两种扫描方式，用户可根据实际情况选择合适的扫描方式。逐像素扫描，扫描结果准确，检测的准确性高；逐层扫描，扫描速度快，检测的效率高。将检测方法系统化，其该方法更具实用性。

本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，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发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池检测方法，其特征在于，包括：

图像获取：获取电池的X射线图像；

图像预处理：在所述X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，所述有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

层搜索：在所述X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，所述扫描窗口与所述第一搜索基线平行，沿所述电池外部到电池内部的方向上对所述X射线图像进行逐步扫描，获取每次所述扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层；

获取电池内部的电池层层数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括获取极点间距：

根据所述X射线图像上各电池层像素的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离；

判断所述极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述“根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层”具体包括：

判断所述扫描区域内所述有效像素点的占比是否满足预设比例，

若不满足预设比例，则所述扫描区域内不存在电池层；

若满足预设比例，则判断所述有效像素点的直线拟合度是否符合预设拟合程度，若不符合预设拟合程度，则所述扫描区域内不存在电池层，若符合预设拟合程度，则所述扫描区域内存在电池层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，假设沿电池外部到电池内部的方向为X射线图像的y方向，与所述y方向垂直的方向为x方向，所述电池层基本平行于所述x方向；

所述有效像素点包括：

判断每一像素点的灰度值是否小于相邻连续N个在所述y方向上的像素点的灰度值，若是，则为有效像素点；

所述第一搜索基线的获取步骤包括：

在所述x方向上，将所述X射线图像平均等分为M等份；

在每一等份的预设初始位置，沿所述y方向逐一对比像素点的灰度值，判断当前像素点的灰度值是否小于相邻连续K个在所述y方向上的像素点的灰度值，若是，则当前像素点为第一像素点，停止对比；

M个所述第一像素点的线性拟合线构成所述第一搜索基线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，假设电池内部的多个电池层厚度基本相等、且层与层之间互相基本平行；

所述逐步扫描包括所述扫描窗口每次在所述y方向上移动所述层间距大小的距离对所述X射线图像进行扫描处理；

获取最外侧的电池层后，所述扫描窗口以每一层的电池层为搜索基线，每次移动所述层间距大小的距离，获取下一个扫描区域。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述逐步扫描包括所述扫描窗口每次在所述y方向上移动一个或多个像素单位对所述X射线图像进行扫描处理。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括参数验证：

判断所述电池层层数是否等于预设目标层数，若不等于所述预设目标层数，则计算验证相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系；

若存在相邻电池层之间的距离等于数倍的所述预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对所述缺失电池层进行再次搜索确认，所述扫描窗口在所述y方向上每次移动一个像素单位对所述缺失电池层进行扫描处理。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若偶数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层第一次的灰度值突变位置与偶数层电池层最外侧的灰度值突变位置计算所述极点距离；

若奇数层电池层为短电极，则根据奇数层电池层最外侧的灰度值突变位置与偶数层电池层第一次的灰度值突变位置计算所述极点距离。

9.一种电池检测系统，其特征在于，包括：

图像获取单元：用于获取电池的X射线图像；

图像预处理单元：用于在所述X射线图像上标记有效像素点并获取第一搜索基线，在沿电池外部到电池内部的方向上，所述有效像素点的灰度值小于相邻连续多个像素点的灰度值；

层搜索单元：用于在所述X射线图像上设置预设尺寸的扫描窗口，所述扫描窗口与所述第一搜索基线平行，沿所述电池外部到电池内部的方向上对所述X射线图像进行逐步扫描，获取每次所述扫描窗口扫描区域内的有效像素点，根据所述有效像素点的占比以及所述有效像素点的直线拟合度，判断所述扫描区域内是否存在电池层；以及用于获取电池内部的电池层层数。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

极距判断单元：用于根据所述X射线图像上各电池层上像素的灰度值变化和极性，获取每一层的极点进而计算相邻两电池层之间的极点距离，判断所述极点距离是否符合预设极距，若不符合，则电池不符合规范；

参数验证单元：用于判断所述电池层层数是否等于预设目标层数，若否，则计算验证相邻电池层之间的距离，判断任意两个相邻电池层之间的距离与预设层间距之间的关系；

若存在相邻电池层之间的距离等于数倍的所述预设层间距，则该相邻电池层之间存在缺失电池层，对所述缺失电池层进行再次搜索确认，所述扫描窗口在所述y方向上每次移动一个像素单位对所述缺失电池层进行扫描处理。

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