CN113393463B - 软包电池卷芯检测入壳方法 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种软包电池卷芯检测入壳方法。该方法包括：获取卷芯检测图像，卷芯检测图像包含待测卷芯；待测卷芯包括极耳以及卷芯主体；根据卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度；根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断；若待测卷芯为良品卷芯，良品卷芯包括良品卷芯主体，则根据卷芯检测图像确定良品卷芯主体的中心点坐标；根据中心点坐标引导机械手抓取良品卷芯入壳。本申请提供的方案，能够确定封装入壳的卷芯的品质，且在抓取卷芯入壳时能避免抓取入壳不准确而导致的极耳损坏情况，提高软包电池的生产质量。

Description

软包电池卷芯检测入壳方法

技术领域

本申请涉及软包电池封装技术领域，尤其涉及软包电池卷芯检测入壳方法。

背景技术

随着制造行业的高速发展，以往低效率、高主观性的人工重复性检测工作正逐步被自动化检测所替代，在标准化生产方面有了很大程度的提升。其中，在软包锂电池的顶侧封封装工序之前需要保证软包锂电池的卷芯质量合格，防止极耳边距和极耳宽度不达标准的卷芯进入下一步工序，以及需要保证卷芯准确入壳，防止在卷芯入壳过程中造成极耳损坏，影响生产质量。如果采用人工检测和人工入壳的方式，容易出现卷芯质量的误检以及入壳不准确等弊端，因此，需要引入机器视觉检测系统来优化生产模式，对顶侧封封装工序之前产品质量有更好的把控。

在现有技术中，公开号为CN112557390A的专利（一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法）中，提出一种针对极耳错位缺陷的视觉检测方法，该检测方法通过标定确定图像平面中主点坐标，以及相机空间中裸电芯主体两侧边缘位置所在深度平面的坐标转换系数、极耳顶部所在深度平面坐标转换系数和极耳底部所在深度平面坐标转换系数，通过成像测量极耳到电芯侧边距离以及检查极耳到电芯侧边距离是否在于规定的合格范围内，据此判断是否属于极耳错位缺陷。

上述现有技术存在以下缺点：

在完成待测卷芯的质量判断后无法引导机械手对良品卷芯进行精准抓取和入壳，因此，需要研发一种将良品卷芯准确抓取入壳的方法。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种软包电池卷芯检测入壳方法，该软包电池卷芯检测入壳方法，能够确定封装入壳的卷芯的品质，且在抓取卷芯入壳时能避免抓取入壳不准确而导致的极耳损坏情况，提高软包电池的生产质量。

本申请提供一种软包电池卷芯检测入壳方法，包括：

获取卷芯检测图像，卷芯检测图像包含待测卷芯；待测卷芯包括极耳以及卷芯主体；

根据卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度；

根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断；

若待测卷芯为良品卷芯，良品卷芯包括良品卷芯主体，则根据卷芯检测图像确定良品卷芯主体的中心点坐标；

根据中心点坐标引导机械手抓取良品卷芯入壳。

在一种实施方式中，获取卷芯检测图像，包括：

获取工业相机的聚焦点并根据聚焦点建立相机坐标系；

将待测卷芯输送至工业相机的拍摄范围内；

通过工业相机在背光光源的照射下对待测卷芯进行拍摄，获取卷芯检测图像。

在一种实施方式中，根据卷芯检测图像确定良品卷芯主体的中心点坐标，包括：

对卷芯检测图像进行剔除处理，将极耳的图像从卷芯检测图像中剔除，获得良品卷芯主体的卷芯主体图像；

通过线段提取方法在卷芯主体图像中提取良品卷芯主体的N条卷芯边界，N条卷芯边界两两相交形成N个卷芯边角，N为大于2的整数；

若N为偶数，则将N个卷芯边角中的两两相对的卷芯边角的顶点相连，得到卷芯主体的中心点，在相机坐标系中确定卷芯主体的中心点的中心点坐标；

若N为奇数，则将各个卷芯边角的顶点与各个卷芯边角对应的对边中点相连，得到卷芯主体的中心点，在相机坐标系中确定卷芯主体的中心点的中心点坐标。

在一种实施方式中，通过线段提取方法在卷芯主体图像中提取卷芯主体的N条卷芯边界，包括：

通过线段提取方法在卷芯主体图像中提取卷芯主体的N条卷芯边界，其中，线段提取方法包括：

通过预设灰度参数提取出目标提取物的边界位置上的像素点集，通过将像素点集进行拟合，获得目标提取物的边界；

在相机坐标系中确定像素点集中各像素点的坐标，通过最小二乘法将各像素点的坐标进行拟合，得到目标提取物的边界坐标。

在一种实施方式中，根据中心点坐标引导机械手抓取良品卷芯入壳，包括：

对工业相机以及机械手进行位置标定处理；

根据中心点坐标确定机械手的运动偏移量；

根据运动偏移量引导机械手抓取良品卷芯主体的表面位置，输送良品卷芯进行入壳。

在一种实施方式中，对工业相机以及机械手进行位置标定处理，包括：

控制机械手抓取位置标定板运动至相机坐标系之内的K个预设定位中，在各个预设定位中控制机械手抓取位置标定板在水平表面上旋转Q个角度，K以及Q为大于1的整数；位置标定板与良品卷芯主体的形状以及表面面积一致；

控制工业相机在背光光源的照射下对位置标定板进行拍摄，每改变一次角度拍摄一次，当在第i个预设定位的拍摄次数达到Q次时，从第i个预设定位切换至第i+1个预设定位进行拍摄，得到K×Q个位置标定图像；i为大于0且小于K-1的整数；

选取位置标定板的中心点作为位置标定板的特征点，根据K×Q个位置标定图像以及特征点确定相机坐标系与机械手的基坐标系之间的仿射变换矩阵以及旋转中心。

在一种实施方式中，根据中心点坐标确定机械手的运动偏移量，包括：

根据仿射变换矩阵以及旋转中心将中心点坐标转换至基坐标系中，得到中心点基坐标；

根据机械手的初始基坐标以及中心点基坐标确定机械手的运动偏移量。

在一种实施方式中，根据卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度，包括：

通过线段提取方法获取极耳的第一正极耳边坐标、第二正极耳边坐标、第一负极耳边坐标以及第二负极耳边坐标；第一正极耳边坐标以及第二正极耳边坐标为极耳的正极极耳的第一正极耳边以及第二正极耳边的坐标；第一负极耳边坐标以及第二负极耳边坐标为极耳的负极极耳的第一负极耳边以及第二负极耳边的坐标；

通过线段提取方法获取卷芯主体的第一平行边坐标以及第二平行边坐标；第一平行边坐标以及第二平行边坐标为卷芯主体中与极耳平行的第一平行边以及第二平行边的坐标；卷芯主体为矩形；第一平行边、第一正极耳边、第二正极耳边、第一负极耳边、第二负极耳边以及第二平行边依次平行排列；

根据第一平行边、第一正极耳边、第二正极耳边、第一负极耳边、第二负极耳边以及第二平行边确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度。

在一种实施方式中，极耳边距包括第一极耳边距、第二极耳边距、第三极耳边距以及第四极耳边距；

极耳宽度包括正极极耳宽度以及负极极耳宽度；

根据第一平行边、第一正极耳边、第二正极耳边、第一负极耳边、第二负极耳边以及第二平行边确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度，包括：

将第一平行边坐标与第一正极耳边作差后取绝对值，得到第一极耳边距；

将第二平行边坐标与第二负极耳边作差后取绝对值，得到第二极耳边距；

将第一平行边坐标与第一负极耳边作差后取绝对值，得到第三极耳边距；

将第二平行边坐标与第二正极耳边作差后取绝对值，得到第四极耳边距；

将第一正极耳边与第二正极耳边作差后取绝对值，得到正极极耳宽度；

将第一负极耳边与第二负极耳边作差后取绝对值，得到负极极耳宽度。

在一种实施方式中，根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断，包括：

若第一极耳边距以及第二极耳边距处于第一边距范围之内，且第三极耳边距以及第四极耳边距处于第二边距范围之内，且正极极耳宽度以及负极极耳宽度处于标准极耳宽度之内，则判断待测卷芯为良品卷芯；

第一边距范围为大于等于a-m且小于等于a+m，a和m大于0且a大于m；

第二边距范围为大于等于b-m且小于等于b+m，b大于a；

标准极耳宽度为大于等于c-m且小于等于c+m，c大于m且c小于a。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

获取卷芯检测图像，根据该卷芯检测图像能够确定极耳边距以及极耳宽度，根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断，防止不符合品质标准的卷芯进入下一步工序，造成不必要的损失浪费，提升了产品质量，若待测卷芯被判断为良品卷芯，则根据该卷芯检测图像确定该良品卷芯的中心点坐标，根据该中心点坐标引导机械手执行抓取该良品卷芯入壳的工序，避免了由于机械手抓取位置不准确以及入壳位置不准确而导致的极耳损坏问题，对顶侧封封装工序前的产品品质有更好的把控，从而提高软包电池的产品质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例一的流程示意图；

图2是本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例二的流程示意图；

图3是本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例三的流程示意图；

图4是本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例四的流程示意图；

图5是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

在软包锂电池的顶侧封封装工序之前需要保证软包锂电池的卷芯质量合格，防止极耳边距和极耳宽度不达标准的卷芯进入下一步工序，以及需要保证卷芯准确入壳，防止在卷芯入壳过程中造成极耳损坏，影响生产质量。

针对上述问题，本申请实施例提供一种软包电池卷芯检测入壳方法，能够确定封装入壳的卷芯的品质，且在抓取卷芯入壳时能避免抓取入壳不准确而导致的极耳损坏情况，提高软包电池的生产质量。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例一的流程示意图。

请参阅图1，本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例一包括：

101、获取卷芯检测图像；

卷芯是指以卷绕方式组合成形的电芯，卷芯检测图像是指用于检测待测卷芯品质的图像，卷芯检测图像中包含待测卷芯。

在本申请实施例中，待测卷芯的组成包括但不限于极耳以及卷芯主体，极耳指的是从卷芯主体中将正负极引出来的金属导电体。

102、根据卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度；

极耳边距是指卷芯检测图像中的极耳的两侧边缘与卷芯主体的边缘之间的距离；极耳宽度则是指卷芯检测图像中的极耳的两侧边缘之间的距离。

103、根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断；

若待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度均达到品质标准，则判断待测卷芯为良品卷芯，良品卷芯主体是指良品卷芯中的卷芯主体。

若待测卷芯的极耳边距或极耳宽度任意一项未达到品质标准，则判断待测卷芯为不良卷芯，对不良卷芯进行标记并排出。

104、根据卷芯检测图像确定良品卷芯主体的中心点坐标；

在良品卷芯对应的卷芯检测图像中确定良品卷芯主体的中心点坐标，若根据良品卷芯的全部整体去确定中心点，由于良品卷芯的全部整体包括极耳以及良品卷芯主体，可能会导致所确定的中心点位置偏离出良品卷芯主体的表面范围，导致机械手抓取的位置在极耳所处的位置，从而对极耳造成损坏；若只是根据良品卷芯主体在卷芯检测图像中的区域去确定中心点，则确保中心点一定在良品卷芯主体的表面上，机械手在抓取的过程中不会对极耳造成损坏。中心点坐标是指中心点在相机坐标系中的坐标。

105、根据中心点坐标引导机械手抓取良品卷芯入壳。

机械手根据中心点坐标确定机械手的摆动幅度，摆动至中心点的位置，完成对良品卷芯的抓取，再摆动至指定的入壳定位进行入壳操作。若不是抓取中心点的位置，可能会导致良品卷芯相对于入壳定位发生偏移的情况，造成入壳不准确的情况。

从上述实施例一可以看出以下有益效果：

获取卷芯检测图像，根据该卷芯检测图像能够确定极耳边距以及极耳宽度，根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断，防止不符合品质标准的卷芯进入下一步工序，造成不必要的损失浪费，提升了产品质量，若待测卷芯被判断为良品卷芯，则根据该卷芯检测图像确定该良品卷芯的中心点坐标，根据该中心点坐标引导机械手执行抓取该良品卷芯入壳的工序，避免了由于机械手抓取位置不准确以及入壳位置不准确而导致的极耳损坏问题，对顶侧封封装工序前的产品品质有更好的把控，从而提高软包电池的产品质量。

实施例二

为了便于理解，以下提供了软包电池卷芯检测入壳方法的一个实施例来进行说明，在实际应用中，由于极耳以及卷芯主体均不透光，因此会采用背光光源进行打亮待测卷芯来进行成像，使得在获得的卷芯检测图像中待测卷芯与背景在灰度值上存在明显差异，当待测卷芯判断为良品卷芯时，会根据卷芯检测图像确定良品卷芯主体的中心点坐标。

请参阅图2，本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例二包括：

201、获取工业相机的聚焦点并根据聚焦点建立相机坐标系；

将工业相机固定于指定的位置，获取在该指定位置时工业相机的聚焦点位置，在本申请实施例中，以聚焦点为坐标系原点建立相机坐标系，x轴与图像的x轴平行，y轴与图像的y轴平行，z轴为相机光轴，相机光轴与拍摄平面垂直。

202、通过工业相机在背光光源的照射下对待测卷芯进行拍摄；

在本申请实施例中，工业相机可以采用黑白工业相机，待测卷芯可以放置在底部带有背光光源的滑台上，使得工业相机拍摄待测卷芯的一侧，背光光源照射待测卷芯的另一侧，使得在获得的卷芯检测图像中待测卷芯与背景在灰度值上存在明显差异。滑台是指工业自动化滑台，在自动化工业领域中对能够实现直线运动的装置，也称为直线定位模组。

将待测卷芯输送至工业相机的拍摄范围内，可以理解的是，本申请实施例是以聚焦点为坐标系原点来建立相机坐标系的，因此，当待测卷芯进入工业相机的拍摄范围内即可认为待测卷芯进入相机坐标系中，通过工业相机进行拍摄获取卷芯检测图像。

203、对卷芯检测图像进行剔除处理；

将极耳部分的图像从卷芯检测图像中剔除，获得良品卷芯主体的卷芯主体图像，剔除处理可以通过对卷芯检测图像进行阈值分割之后进行提取剔除，在实际应用中可以选择其他适合的方法进行剔除处理，此处不作唯一限定。进行剔除处理是为了以仅针对良品卷芯主体所确定的中心点作为良品卷芯的中心点，确保良品卷芯的中心点位于良品卷芯主体的表面上，若不进行剔除处理，即针对基于极耳以及良品卷芯主体的整体确定良品卷芯的中心点时，会首先确定该整体的最小外接矩形，以该最小外接矩形的中心点作为良品卷芯的中心点，若良品卷芯的极耳比较长，则该最小外接矩形的中心点可能不处于良品卷芯主体的表面上，而可能处于极耳的表面上，后续通过机械手来抓取时会损坏极耳。

204、根据卷芯主体图像确定良品卷芯主体的中心点坐标。

通过线段提取方法在卷芯主体图像中提取良品卷芯主体的N条卷芯边界，N条卷芯边界两两相交形成N个卷芯边角，N为大于2的整数。

若N为偶数，则将N个卷芯边角中的两两相对的卷芯边角的顶点相连，得到卷芯主体的中心点，在相机坐标系中确定卷芯主体的中心点的中心点坐标；若N为奇数，则将各个卷芯边角的顶点与各个卷芯边角对应的对边中点相连，得到卷芯主体的中心点，在相机坐标系中确定卷芯主体的中心点的中心点坐标。

在本申请实施例中，良品卷芯主体的形状为矩形，而在实际应用中，软包电池的卷芯主体的形状一般都为矩形，采用其他多边形的卷芯主体有可能对于目前的工业制造产生不便之处，但可以理解的是，随着工业制造水平的不断发展提高，不排除日后能够生产出其他多边形的卷芯主体，且功能能够优于目前一般采用的矩形卷芯主体，若发生这种情况，也应当被理解为本申请的保护思想内。

对于矩形的良品卷芯主体的中心点的确定方式，本申请还提供了另外一种可行方式，以极耳与良品卷芯主体相接的边为宽边，提取良品卷芯主体的两条长边边界，确定该两条长边边界与宽边的相交的四个交点，其中，第一交点与第三交点相对，第二交点与第四交点相对，将第一交点与第三交点相连，将第二交点与第四交点相连，两条对角线的交点确定为良品卷芯主体的中心点。

线段提取方法包括：通过预设灰度参数提取出目标提取物的边界位置上的像素点集，预设灰度参数可以是一个反映背景灰度与边界位置的像素点灰度之间的差异程度的参数，也可以是其他类型的灰度参数，如对比度，可根据实际应用情况进行选择设定，此处不作唯一限定。

通过将像素点集进行拟合，获得目标提取物的边界，拟合的方式可以是插值，在实际应用中可以根据实际应用情况选择合适的拟合方式，此处不作唯一限定。

在相机坐标系中确定像素点集中各像素点的坐标，通过最小二乘法将各像素点的坐标进行拟合，得到目标提取物的边界坐标。

从上述实施例二可以看出以下有益效果：

根据工业相机的聚焦点建立相机坐标系，将待测卷芯输送至工业相机的拍摄范围内，即输送至相机坐标系中，通过工业相机在背光光源的照射下对待测卷芯进行拍摄，获取待测卷芯与背景在灰度值上存在明显差异的卷芯检测图像，有利于凸显出待测卷芯的边界位置，提升检测精度；在卷芯检测图像中确定良品卷芯主体的中心点作为良品卷芯的中心点，为了确保良品卷芯的中心点位于良品卷芯主体的表面上，防止机械手因为良品卷芯的中心点位于极耳表面上，而对极耳进行抓取而导致极耳损坏的情况出现，需要先对卷芯检测图像进行剔除处理，将极耳部分的图像从卷芯检测图像中剔除，获得良品卷芯主体的卷芯主体图像，在该卷芯主体图像中确定良品卷芯主体的中心点坐标，确保机械手不会损坏极耳，且确保了不会由于抓取位置的偏移而影响入壳的定位，有利于软包电池的标准化生产效率，提升生产质量。

实施例三

为了便于理解，以下提供了软包电池卷芯检测入壳方法的一个实施例来进行说明，在实际应用中，会通过位置标定处理来确定相机坐标系与机械手的基坐标系之间的仿射变换矩阵以及旋转中心，从而建立起工业相机与机械手之间的空间转换关系，控制机械手的运动偏移量，达到精准抓取、精准入壳的目的。

请参阅图3，本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例三包括：

301、对工业相机以及机械手进行位置标定处理；

控制机械手抓取位置标定板运动至相机坐标系之内的K个预设定位中，其中，位置标定板与良品卷芯主体的形状以及表面面积一致；在实际应用中，K的取值可以为8至10之间的整数，可根据实际应用情况来进行设定，目的是为了模拟良品卷芯主体在相机坐标系中的各个位置的成像情况，以提升相机坐标系与基坐标系之间的转换精度。

进一步地，在各个预设定位中控制机械手抓取位置标定板在水平表面上旋转Q个角度，Q的取值可以是6至9之间的整数，可根据实际应用情况来进行设定，目的是为了模拟良品卷芯主体在相机坐标系中的各个位置中存在的角度偏差的成像情况，可以理解的是，在工业制造中是难以保证每个生产制品都能够在同一位置用统一角度进行放置的，因此角度偏差是不可避免的，因此需要进一步地模拟同一位置不同角度的成像情况，以进一步地提升相机坐标系与基坐标系之间的转换精度。

工业相机在部署完成后一般无特殊情况不会改变位置，控制工业相机在背光光源的照射下对位置标定板进行拍摄，每改变一次角度拍摄一次，当在第i个预设定位的拍摄次数达到Q次时，从第i个预设定位切换至第i+1个预设定位进行拍摄，得到K×Q个位置标定图像，i为大于0且小于K-1的整数。

选取位置标定板的中心点作为位置标定板的特征点，根据K×Q个位置标定图像以及特征点确定相机坐标系与机械手的基坐标系之间的仿射变换矩阵以及旋转中心，在实际应用中，确定仿射变换矩阵以及旋转中心的方式可以采用halcon算子，也可以根据实际应用情况采用其他实现方式，此处不作唯一限定。

302、根据中心点坐标确定机械手的运动偏移量；

在本申请实施例中，通过仿射变换矩阵将特征点在相机坐标系中的图像坐标转换为基坐标系中的物理坐标，以旋转中心为圆心对该物理坐标进行角度偏离补偿，得到中心点基坐标，中心点基坐标可以表示为（x，y，q°），其中x，y和q为实数。

根据机械手的初始基坐标以及中心点基坐标确定机械手的运动偏移量。在本申请实施例中，机械手的运动规律为在卷芯检测位置与卷芯入壳位置来回平移，因此，机械手的初始基坐标可以等同于卷芯入壳定位的坐标，初始基坐标可以表示为（0，0，0°）。

通过计算中心点基坐标（x，y，q°）与初始基坐标（0，0，0°）之间的距离来确定机械手的运动偏移量。

303、根据运动偏移量引导机械手抓取良品卷芯主体的表面位置，输送良品卷芯进行入壳。

在本申请实施例中，根据运动偏移量引导机械手运动至对准良品卷芯主体的中心点的上方位置，控制机械手垂直伸长抓取良品卷芯主体的表面位置，控制机械手垂直回缩，根据运动偏移量引导机械手运动回到卷芯入壳位置，对良品卷芯进行入壳操作。

从上述实施例三可以看出以下有益效果：

在位置标定处理的过程中，使用与良品卷芯主体形状和表面面积一致的位置标定板来进行工业相机与机械手之间的空间转换关系的建立，目的是为了更好地适配良品卷芯入壳的实际应用情况，通过设置多个预设定位以及在每个预设定位中设置多个旋转角度来模拟良品卷芯主体在相机坐标系中的不同位置的不同角度的成像情况，确定仿射变换矩阵以及旋转中心，提升相机坐标系与基坐标系之间的转换精度，进而提升特征点在相机坐标系中的图像坐标转换为基坐标系中的物理坐标的精度，得到准确的中心点基坐标，在卷芯入壳定位固定一致的情况下，根据准确的中心点基坐标即能得到机械手的准确的运动偏移量，根据该运动偏移量完成良品卷芯的入壳操作，提高入壳准确度，减少因入壳不准而出现极耳损坏的情况，提升生产质量。

实施例四

为了便于理解，以下提供了软包电池卷芯检测入壳方法的一个实施例来进行说明，在实际应用中，会先对待测卷芯进行品质判断，根据极耳边距以及极耳宽度判断待测卷芯是否为良品卷芯，以防止不良卷芯进入后续的顶侧封封装工序，降低出现生产质量问题的风险。

请参阅图4，本申请实施例示出的软包电池卷芯检测入壳方法实施例四包括：

401、根据卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度；

通过实施例二步骤204中的线段提取方法获取极耳的第一正极耳边坐标、第二正极耳边坐标、第一负极耳边坐标以及第二负极耳边坐标；第一正极耳边坐标以及第二正极耳边坐标为极耳的正极极耳的第一正极耳边以及第二正极耳边的坐标；第一负极耳边坐标以及第二负极耳边坐标为极耳的负极极耳的第一负极耳边以及第二负极耳边的坐标。

通过该线段提取方法获取卷芯主体的第一平行边坐标以及第二平行边坐标；第一平行边坐标以及第二平行边坐标为卷芯主体中与极耳平行的第一平行边以及第二平行边的坐标。

在本申请实施例中，卷芯主体为矩形，且第一平行边、第一正极耳边、第二正极耳边、第一负极耳边、第二负极耳边以及第二平行边依次平行排列。

在本申请实施例中，极耳边距包括第一极耳边距、第二极耳边距、第三极耳边距以及第四极耳边距，另外，极耳宽度包括正极极耳宽度以及负极极耳宽度。

将第一平行边坐标与第一正极耳边作差后取绝对值，得到第一极耳边距；将第二平行边坐标与第二负极耳边作差后取绝对值，得到第二极耳边距；将第一平行边坐标与第一负极耳边作差后取绝对值，得到第三极耳边距；将第二平行边坐标与第二正极耳边作差后取绝对值，得到第四极耳边距。其中，第一极耳边距以及第三极耳边距可以视为第一基准极耳边距，第一基准极耳边距为正极极耳以及负极极耳中距离第一平行边最近的第一正极耳边以及第一负极耳边的极耳边距组合，第二极耳边距以及第四极耳边距可以视为第二基准极耳边距，第二基准极耳边距为正极极耳以及负极极耳中距离第二平行边最近的第二正极耳边以及第二负极耳边的极耳边距组合。

将第一正极耳边与第二正极耳边作差后取绝对值，得到正极极耳宽度；将第一负极耳边与第二负极耳边作差后取绝对值，得到负极极耳宽度。

402、根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断。

若第一极耳边距以及第二极耳边距处于第一边距范围之内，且第三极耳边距以及第四极耳边距处于第二边距范围之内，且正极极耳宽度以及负极极耳宽度处于标准极耳宽度之内，则判断待测卷芯为良品卷芯，相反，则判断待测卷芯为不良卷芯，对不良卷芯进行标记并排出。

第一边距范围为大于等于a-m且小于等于a+m，a和m大于0且a大于m，在本申请实施例中，a的取值可以是13-13.5毫米之间，m为偏差值，m的取值可以是0.7-0.9毫米之间。

第二边距范围为大于等于b-m且小于等于b+m，b大于a，在本申请实施例中，b的取值可以是37-38毫米之间。

标准极耳宽度为大于等于c-m且小于等于c+m，c大于m且c小于a，在本申请实施例中，c的取值可以是5.8-6.2毫米之间。

可以理解的是，以上针对于第一边距范围、第二边距范围以及标准极耳宽度的描述仅为示例性的，在实际应用中，需根据实际应用情况设定合适的取值范围，此处不作唯一限定。

从上述实施例四可以看出以下有益效果：

本实施例方案能够通过卷芯检测图像确定待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度，根据极耳边距以及极耳宽度对待测卷芯进行品质判断，及时标记并排出不良卷芯，防止不良卷芯进入后续的顶侧封封装工序，降低出现生产质量问题的风险，减少生产过程中的不必要损耗，提高生产效率。

与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种执行软包电池卷芯检测入壳方法的电子设备。

图5是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。

参见图5，电子设备1000包括存储器1010和处理器1020。其中，存储器1010上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器1020执行时，使处理器1020执行如上述实施例任一项所述的方法。

处理器1020可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器1010可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器（ROM），和永久存储装置。其中，ROM可以存储处理器1020或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置（例如磁或光盘、闪存）作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备（例如软盘、光驱）。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器1010可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片（DRAM，SRAM，SDRAM，闪存，可编程只读存储器），磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器1010可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片（CD）、只读数字多功能光盘（例如DVD-ROM，双层DVD-ROM）、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡（例如SD卡、min SD卡、Micro-SD卡等等）、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。

存储器1010上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器1020处理时，可以使处理器1020执行上文述及的方法中的部分或全部。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减， 本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

此外，根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。

或者，本申请还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质（或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质），其上存储有可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码），当所述可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码）被电子设备（或电子设备、服务器等）的处理器执行时，使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，包括：

获取卷芯检测图像，所述卷芯检测图像包含待测卷芯；所述待测卷芯包括极耳以及卷芯主体；

所述获取卷芯检测图像，包括：

获取工业相机的聚焦点并根据所述聚焦点建立相机坐标系；

将所述待测卷芯输送至所述工业相机的拍摄范围内；

通过所述工业相机在背光光源的照射下对所述待测卷芯进行拍摄，获取所述卷芯检测图像；

根据所述卷芯检测图像确定所述待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度；

根据所述极耳边距以及所述极耳宽度对所述待测卷芯进行品质判断；

若所述待测卷芯为良品卷芯，所述良品卷芯包括良品卷芯主体，则根据所述卷芯检测图像确定所述良品卷芯主体的中心点坐标；

所述根据所述卷芯检测图像确定所述良品卷芯主体的中心点坐标，包括：

对所述卷芯检测图像进行剔除处理，将所述极耳的图像从所述卷芯检测图像中剔除，获得所述良品卷芯主体的卷芯主体图像；

通过线段提取方法在所述卷芯主体图像中提取所述良品卷芯主体的N条卷芯边界，所述N条卷芯边界两两相交形成N个卷芯边角，所述N为大于2的整数；

若N为偶数，则将所述N个卷芯边角中的两两相对的卷芯边角的顶点相连，得到所述卷芯主体的中心点，在所述相机坐标系中确定所述卷芯主体的中心点的所述中心点坐标；

若N为奇数，则将各个卷芯边角的顶点与各个卷芯边角对应的对边中点相连，得到所述卷芯主体的中心点，在所述相机坐标系中确定所述卷芯主体的中心点的所述中心点坐标；

根据所述中心点坐标引导机械手抓取所述良品卷芯入壳。

2.根据权利要求1所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述通过线段提取方法在所述卷芯主体图像中提取所述卷芯主体的N条卷芯边界，包括：

通过线段提取方法在所述卷芯主体图像中提取所述卷芯主体的N条卷芯边界，其中，所述线段提取方法包括：

通过预设灰度参数提取出目标提取物的边界位置上的像素点集，通过将所述像素点集进行拟合，获得所述目标提取物的边界；

在所述相机坐标系中确定所述像素点集中各像素点的坐标，通过最小二乘法将各像素点的坐标进行拟合，得到所述目标提取物的边界坐标。

3.根据权利要求1所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述根据所述中心点坐标引导机械手抓取所述良品卷芯入壳，包括：

对所述工业相机以及所述机械手进行位置标定处理；

根据所述中心点坐标确定所述机械手的运动偏移量；

根据所述运动偏移量引导所述机械手抓取所述良品卷芯主体的表面位置，输送所述良品卷芯进行入壳。

4.根据权利要求3所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述对所述工业相机以及所述机械手进行位置标定处理，包括：

控制所述机械手抓取位置标定板运动至所述相机坐标系之内的K个预设定位中，在各个预设定位中控制所述机械手抓取所述位置标定板在水平表面上旋转Q个角度，所述K以及所述Q为大于1的整数；所述位置标定板与所述良品卷芯主体的形状以及表面面积一致；

控制所述工业相机在所述背光光源的照射下对所述位置标定板进行拍摄，每改变一次角度拍摄一次，当在第i个预设定位的拍摄次数达到Q次时，从第i个预设定位切换至第i+1个预设定位进行拍摄，得到K×Q个位置标定图像；所述i为大于0且小于K-1的整数；

选取所述位置标定板的中心点作为所述位置标定板的特征点，根据所述K×Q个位置标定图像以及所述特征点确定所述相机坐标系与所述机械手的基坐标系之间的仿射变换矩阵以及旋转中心。

5.根据权利要求4所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述根据所述中心点坐标确定所述机械手的运动偏移量，包括：

根据所述仿射变换矩阵以及所述旋转中心将所述中心点坐标转换至所述基坐标系中，得到中心点基坐标；

根据所述机械手的初始基坐标以及所述中心点基坐标确定所述机械手的运动偏移量。

6.根据权利要求1所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述根据所述卷芯检测图像确定所述待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度，包括：

通过所述线段提取方法获取所述极耳的第一正极耳边坐标、第二正极耳边坐标、第一负极耳边坐标以及第二负极耳边坐标；所述第一正极耳边坐标以及所述第二正极耳边坐标为所述极耳的正极极耳的第一正极耳边以及第二正极耳边的坐标；所述第一负极耳边坐标以及所述第二负极耳边坐标为所述极耳的负极极耳的第一负极耳边以及第二负极耳边的坐标；

通过所述线段提取方法获取所述卷芯主体的第一平行边坐标以及第二平行边坐标；所述第一平行边坐标以及所述第二平行边坐标为所述卷芯主体中与所述极耳平行的第一平行边以及第二平行边的坐标；所述卷芯主体为矩形；所述第一平行边、所述第一正极耳边、所述第二正极耳边、所述第一负极耳边、所述第二负极耳边以及所述第二平行边依次平行排列；

根据所述第一平行边、所述第一正极耳边、所述第二正极耳边、所述第一负极耳边、所述第二负极耳边以及所述第二平行边确定所述待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度。

7.根据权利要求6所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述极耳边距包括第一极耳边距、第二极耳边距、第三极耳边距以及第四极耳边距；

所述极耳宽度包括正极极耳宽度以及负极极耳宽度；

所述根据所述第一平行边、所述第一正极耳边、所述第二正极耳边、所述第一负极耳边、所述第二负极耳边以及所述第二平行边确定所述待测卷芯的极耳边距以及极耳宽度，包括：

将所述第一平行边坐标与所述第一正极耳边作差后取绝对值，得到所述第一极耳边距；

将所述第二平行边坐标与所述第二负极耳边作差后取绝对值，得到所述第二极耳边距；

将所述第一平行边坐标与所述第一负极耳边作差后取绝对值，得到所述第三极耳边距；

将所述第二平行边坐标与所述第二正极耳边作差后取绝对值，得到所述第四极耳边距；

将所述第一正极耳边与所述第二正极耳边作差后取绝对值，得到所述正极极耳宽度；

将所述第一负极耳边与所述第二负极耳边作差后取绝对值，得到所述负极极耳宽度。

8.根据权利要求7所述的软包电池卷芯检测入壳方法，其特征在于，

所述根据所述极耳边距以及所述极耳宽度对所述待测卷芯进行品质判断，包括：

若所述第一极耳边距以及所述第二极耳边距处于第一边距范围之内，且所述第三极耳边距以及所述第四极耳边距处于第二边距范围之内，且所述正极极耳宽度以及所述负极极耳宽度处于标准极耳宽度之内，则判断所述待测卷芯为所述良品卷芯；

所述第一边距范围为大于等于a-m且小于等于a+m，所述a和所述m大于0且所述a大于所述m；

所述第二边距范围为大于等于b-m且小于等于b+m，所述b大于所述a；

所述标准极耳宽度为大于等于c-m且小于等于c+m，所述c大于所述m且所述c小于所述a。

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