CN205426818U - 一种基于dsp的锂电池电极表面缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统，属于电子设备领域。本实用新型包括光源、图像采集模块、DSP图像处理模块、存储模块、显示器，光源直接照射在被测锂电池表面，图像采集模块、DSP图像处理模块、显示器按照顺序连接起来，存储模块与DSP图像处理模块相连。本实用新型采用两只条形阵列灯从两边散射照明，锂电池电极材料的表面细节更容易被相机捕捉到，使得图像的采集更为精准；本实用新型采用线阵CCD摄像机，图像采集的速度更快，而且由于采用了型号为TCD1 501 D的线阵CCD摄像机，并采用Apo-Rodagon D 4.0/75 2x型号镜头，使得检测精度可以达到80μm×80μm，锂电池电极材料的移动速度也可以达到1m/s。

Description

一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统

技术领域

本实用新型属于电子设备领域，尤其涉及一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统。

背景技术

锂电池具有的容量大、工作电压高、循环寿命长且没有记忆效应等诸多优点，因而已广泛应用于军事和民用等各种小型电器中，如移动电话、笔记本电脑、摄像机、照相机等。同时，大容量锂电池己在电动车辆中使用,将成为未来的便携应用中主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。

缺陷在生产中是不可避免的，对于缺陷的检测方法，最简单的就是人工方法，设置专门人员通过视觉对产品进行检测。这种方法虽然简单，但是缺点也是非常明显的，浪费人力不说，在长时间连续工作的条件下，极容易漏检或出现错误；后来随着技术的进步，出现了由面阵CCD摄像机、图像采集卡、PC机组成的缺陷检测系统，但由于信息处理全部由PC机完成，系统不够灵活，而且检测速度和最小辨识度也有待提高。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述难题，提出一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统。

本实用新型包括光源、图像采集模块、DSP图像处理模块、存储模块、显示器，光源直接照射在被测锂电池表面，图像采集模块、DSP图像处理模块、显示器按照顺序连接起来，存储模块与DSP图像处理模块相连；光源由两只条形LED阵列灯组成，两只条形LED阵列灯从两个侧面分别呈45°角照射被测锂电池，采用散射照明的方式使被测锂电池得到均匀的光照。

图像采集模块采用型号为TCD1501D的线阵CCD摄像机，并采用Apo-RodagonD4.0/752x型号镜头。

DSP图像处理模块采用了TMS320DM648作为核心处理器。

有益效果：

1、由于采用两只条形阵列灯从两边散射照明，锂电池电极材料的表面细节更容易被相机捕捉到，使得图像的采集更为精准。

2、由于采用线阵CCD摄像机，图像采集的速度更快，而且由于采用了型号为TCD1501D的线阵CCD摄像机，并采用Apo-RodagonD4.0/752x型号镜头，使得检测精度可以达到80μm×80μm，锂电池电极材料的移动速度也可以达到1m/s。

3、采用了DSP图像处理模块作为核心处理器使得整个系统的可移植性大大提高，方便扩展。

附图说明

图1为系统整体结构图。

图2为图像采集示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示：本实用新型包括光源1、图像采集模块2、DSP图像处理模块3、存储模块4、显示器5，光源1直接照射在被测锂电池表面，图像采集模块2、DSP图像处理模块3、显示器5按照顺序连接起来，存储模块4与DSP图像处理模块3相连。

本实用新型选择LED灯作为光源，LED灯有消耗功率低、功率因数高、光源启动稳定时间短、灯光输出对电源波动不敏感、光源寿命长、光源方向性好、视觉清晰度高、光源尺寸小、耐振动性好和表面温度低等优点；考虑到整个系统的机械位置以及电池电极材料的范围形状等原因，如图2所示：光源采用了两只条形LED阵列灯，两只条形LED阵列灯从两个侧面分别呈45°角照射被测锂电池，采用散射照明的方式使被测锂电池得到均匀的光照。

图像采集模块2采用型号为TCD1501D的线阵CCD摄像机201，并采用Apo-RodagonD4.0/752x型号镜头。一般来说面阵CCD的总象元数要多于线阵CCD，但是在同样的空间大小的限制条件下，线阵CCD每一行所采集到的像素要多很多，这就保证了线阵CCD在与面阵CCD采集同样幅宽的画面时，分辨率要高很多，或者也可以说成在达到相同的分辨率情况下，线阵CCD可以采集到更宽的画面。除此之外，由于面阵CCD是每次采集一个二维面像素阵列，而线阵CCD采集的则是一维像素阵列，所以在采集之后的传输过程中，线阵CCD速度要快于面阵CCD。面阵CCD的优势在于可以直接获得二维像素阵列，便于观察。但是面阵CCD并不适合本实用新型的实际情况。线阵CCD虽然也存在缺点，比如说线阵CCD由于采集到的总像素数要多于面阵CCD，会使得其图像处理算法更为复杂。而且线阵CCD在采集图像时，会因为被测物的相对纵向运动，而产生影响。对线阵CCD的缺点，在从图像采集到图像缺陷处理当中的这个过程，采用高采集频率来降低电极涂布纵向运动对图像质量的影响。具体做法是：

1）采集到第一行图像的时候，把它直接存储起来，等待调用；

2）在同样一行上再采集一次，把此行与上一次采集到的行帧作比较，两行相同的部分即认为是稳定存在的，不同的部分认为是噪声产生的点，加以剔除，从而得到稳定帧；

3）把稳定帧作为待处理图像存储，等待处理。

通过以上的办法，可以减少线阵CCD的缺点在应用中的实际影响。

本实用新型选择LinosApo-RodagonD系列中的Apo-RodagonD4.0/752x型号镜头，它是特意为线扫描应用和大幅面传感器而设计的定焦75mm工业镜头，能够适应的最小像元尺寸为5μm。它在近红外波长范围内提供高达98%的相应，特别适合如电池电极材料、视频检测、医疗药品检测等应用。

DSP图像处理模块3采用了TMS320DM648作为核心处理器。TMS320DM648是整个系统的核心部分，此芯片是TI公司于2007年左右推出，2012年修正的一款64位定点DSP芯片，主要面向图像处理，属于C6000系列DSP芯片。DM648在保留了C64x原有的内核结构与大部分外设的基础上额外增加了3个双通道数字视频端口，可同时处理多路数字视频流。TMS320DM648芯片内除CPU外，同时还含有存储器和外部设备。在诸多数字信号处理器中，DM648芯片有着自己独特的优势。其最高核心时钟可达到1.1GHz，是TI公司专门为视频处理开发设计的专用芯片，可以满足绝大部分情况下的视频处理任务需要。在满足速度的同时，从实际生产情况出发，生产成本显然是一个重要的制约因素。DM648在同样的高速DSP芯片中，性价比是最高的，所以本实用新型选择了TMS320DM648作为新设计的系统的核心处理芯片。

存储模块4的作用在于储存图像采集模块采集到的图像。存储模块选择MT47H128M16RT-25EAIT芯片。此芯片具有14条地址线[A0~A13]、3条片选线[BA0~BA2]、16位数据总线，此芯片可以提供2G的存储空间，存储速度可以达到800MHz，由1.8V电压驱动。

综合以上技术方案，整个系统的工作流程可以这样描述：图像采集模块2采集到在合适光源1下的图像，然后通过数据线将图像传送至DSP图像处理模块3，再由DSP图像处理模块3为其分配存储位置，图像会存储到存储模块4当中，等待DSP图像处理模块3的处理指令。当前端采集到的图像达到门限值或者满足处理的条件是，DSP图像处理模块3会开始发出处理指令，把存储模块4中的图像提取出来进行处理，最终的处理结果和数据会存入到DSP图像处理模块3的闪存中当中备份，同时处理的图像结果也会在显示器5上显示出来。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式的限制，本领域的技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统，包括光源、图像采集模块、DSP图像处理模块、存储模块、显示器，其特征在于：所述光源直接照射在被测锂电池表面，所述图像采集模块、所述DSP图像处理模块、所述显示器按照顺序连接起来，所述存储模块与DSP图像处理模块相连；所述光源由两只条形LED阵列灯组成，两只条形LED阵列灯从两个侧面分别呈45°角照射被测锂电池，采用散射照明的方式使被测锂电池得到均匀的光照。

2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统，其特征在于：所述图像采集模块采用型号为TCD1501D的线阵CCD摄像机，并采用Apo-RodagonD4.0/752x型号镜头。

3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统，其特征在于：所述DSP图像处理模块采用了TMS320DM648作为核心处理器。