WO2024049195A1 - 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법 Download PDF

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WO2024049195A1
WO2024049195A1 PCT/KR2023/012875 KR2023012875W WO2024049195A1 WO 2024049195 A1 WO2024049195 A1 WO 2024049195A1 KR 2023012875 W KR2023012875 W KR 2023012875W WO 2024049195 A1 WO2024049195 A1 WO 2024049195A1
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battery
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PCT/KR2023/012875
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김태영
전효승
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a data processing device and method for external inspection of batteries, and more specifically, to a data processing device and method for external inspection that can further improve the efficiency of external battery inspection.
  • Secondary batteries are batteries that can be reused by charging even after discharge, and can be used as an energy source for small devices such as portable phones, tablet PCs, and vacuum cleaners, and as an energy source for medium to large devices such as automobiles and ESS (Energy Storage System) for smart grids. It is also used as a
  • Secondary batteries can be classified into can-type batteries in which the electrode assembly is built into a cylindrical metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is built in a pouch-shaped case.
  • cylindrical can-type batteries are known to have relatively large capacity and high structural stability.
  • a cylindrical battery In the case of a cylindrical battery, it is manufactured through an electrode manufacturing process, an electrode assembly manufacturing process, an electrode assembly receiving process, and a can assembly bonding process, and the completed cylindrical battery undergoes a quality inspection process before being finally shipped.
  • a two-dimensional image-based inspection method for the exterior of the battery is mainly used. Specifically, the operator checks the two-dimensional image of the outer surface of the battery displayed on the display device and determines whether there is a defect in a specific area to determine whether it is defective. At this time, as the appearance of the battery is judged to be defective based on the flat image, there is a limit in terms of inspection accuracy and the inspection time may be delayed.
  • an appropriate appearance inspection technology is needed to more accurately and quickly determine whether the appearance of the battery is defective.
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a data processing device for external inspection of batteries.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a data processing method performed in such a data processing device.
  • a data processing device for inspecting the appearance of a battery according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes at least one processor and a memory that stores at least one command executed through the at least one processor. can do.
  • the at least one command includes a command for generating a first image that visually represents the battery surface, based on a captured image of the outer surface of the battery; A command to generate a second image in which depth information of the outer surface of the battery is visually expressed by matching the first image with three-dimensional shape data about the outer surface of the battery; and a command to output one or more of the first image and the second image through a predefined graphical user interface (GUI).
  • GUI graphical user interface
  • the command for generating the first image includes a command for receiving a two-dimensional image of the outer surface of a cylindrical battery; and a command to flatten the outer surface of the cylindrical shape by applying a predefined distortion correction algorithm to the received two-dimensional image.
  • the command for generating the second image may include a command for calculating depth information for each plane coordinate of the first image using the 3D shape data; and a command for generating the second image by mapping the calculated depth information to each of the plane coordinates.
  • the second image may be a two-dimensional image in which depth information on the outer surface of the battery is expressed in color.
  • the command output through the GUI outputs one or more of the first image, the second image, and the third image in which the first image and the second image overlap, depending on the image output mode selected by the user. May contain commands.
  • the third image may be an image visualized by overlapping the second image with a preset transparency on the first image.
  • the command output through the GUI may include a command for outputting the depth value for the specific point through the GUI when a selection signal for a specific point in the output image is received.
  • the command output through the GUI includes: a command to generate and output a fourth image in which a tray containing a plurality of batteries is visualized; and when a selection signal for a specific battery in the fourth image is received, a command for outputting a first image or a second image for a specific battery corresponding to the selection signal.
  • the command to generate and output the fourth image may include a command to visualize and output a battery determined to be defective and a normal battery to be distinguished from each other.
  • the at least one command includes: a command for calculating an outer diameter value for a cylindrical battery using the three-dimensional shape data; A command for generating at least one of a fifth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a horizontal cross section, and a sixth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a vertical cross section; and a command to output one or more of the fifth image and the sixth image through the GUI.
  • the command to output one or more of the fifth image and the sixth image includes one or more of the minimum, maximum, and average values of the calculated outer diameter value, and the upper specification limit and lower specification limit for the outer diameter value. It may include a command to visualize reference information and output it by overlapping it with the output image.
  • a data processing method for inspecting the appearance of a battery includes generating a first image that visually represents the battery surface based on a captured image of the outer surface of the battery. ; Generating a second image in which depth information of the outer surface of the battery is visually expressed by matching the first image with 3D shape data about the outer surface of the battery; And it may include outputting at least one of the first image and the second image through a predefined graphical user interface (GUI).
  • GUI graphical user interface
  • Generating the first image includes receiving a two-dimensional image of the outer surface of a cylindrical battery; and applying a predefined distortion correction algorithm to the received two-dimensional image to flatten the outer surface of the cylindrical shape.
  • Generating the second image may include calculating depth information for each plane coordinate of the first image using the 3D shape data; and generating the second image by mapping the calculated depth information to each of the plane coordinates.
  • the second image may be a two-dimensional image in which depth information on the outer surface of the battery is expressed in color.
  • the step of outputting through the GUI includes outputting one or more of the first image, the second image, and the third image in which the first image and the second image overlap, according to the image output mode selected by the user. May include steps.
  • the third image may be an image visualized by overlapping the second image with a preset transparency on the first image.
  • the step of outputting through the GUI may include, when a selection signal for a specific point in the output image is received, outputting a depth value for the specific point through the GUI.
  • the step of outputting through the GUI includes generating and outputting a fourth image in which a tray containing a plurality of batteries is visualized; and when a selection signal for a specific battery in the fourth image is received, outputting a first image or a second image for the specific battery corresponding to the selection signal.
  • the step of generating and outputting the fourth image may include visualizing and outputting the battery determined to be defective and the normal battery to be distinguished from each other.
  • the at least one step may include calculating an outer diameter value for a cylindrical battery using the three-dimensional shape data; generating at least one of a fifth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a horizontal cross section, and a sixth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a vertical cross section; and outputting at least one of the fifth image and the sixth image through the GUI.
  • the step of outputting one or more of the fifth image and the sixth image includes one or more of the minimum value, maximum value, and average value of the calculated outer diameter value, and the upper specification limit and lower specification limit for the outer diameter value. It may include a step of visualizing reference information and outputting it by overlapping it with the output image.
  • the accuracy and time efficiency of battery appearance inspection can be further improved.
  • FIG. 1 is a block diagram of an appearance inspection system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an operation flowchart of a data processing method performed in an appearance inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a reference diagram for explaining a method of generating a first image according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a reference diagram for explaining a method of generating a second image according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an example of a screen for explaining a diagnostic image according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 13 are examples of screens for explaining video output modes and images output in each mode according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 14 is a block diagram of a data processing device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • FIG. 1 is a block diagram of an appearance inspection system according to an embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection system 100 can be used in the process step of inspecting the appearance of the battery 10 for defects.
  • the appearance inspection system includes a loading device for loading batteries, a transport device for transporting the loaded batteries to a specific location, a 2D camera 110 that photographs the outer surface of the battery at that location, and a 3D camera that generates three-dimensional shape data from the outer surface of the battery. It may be configured to include a scanner 120 and an appearance inspection device 130 that inspects appearance defects using the generated image.
  • the inspection object of the appearance inspection system according to the present invention may correspond to a cylindrical battery, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the 2D camera 110 is a device that produces a two-dimensional image by photographing the outer surface of the battery 10.
  • the 2D camera 110 may be arranged and configured at a specific location of the inspection facility to photograph one or more of the outer surface, upper surface, and lower surface of the cylindrical battery.
  • the 3D scanner 120 is a device that generates three-dimensional shape data about the outer surface of the battery 10.
  • the 3D scanner 120 may correspond to an optical shape profile device that generates a three-dimensional data set of a cylindrical battery.
  • the 3D scanner 120 may be configured to be placed at a specific location of the inspection facility to generate three-dimensional shape data for one or more of the outer surface, upper surface, and lower surface of the cylindrical battery.
  • the appearance inspection device 130 may receive a two-dimensional captured image from the 2D camera 110 and three-dimensional shape data from the 3D scanner 120.
  • the appearance inspection device 130 may process the received two-dimensional captured image and three-dimensional shape data according to a predefined data processing process to generate one or more inspection images. Thereafter, the external inspection device 130 may output one or more generated inspection images through a predefined Graphical User Interface (GUI).
  • GUI Graphical User Interface
  • the display device may be included in the appearance inspection device 130 or may be connected to the appearance inspection device 130 through a network and output the generated inspection image through a predefined GUI.
  • the operator can check the output inspection image to identify one or more of the defects, defective items, and defective locations of the battery 10, and perform an external inspection of the battery.
  • Figure 2 is an operation flowchart of a data processing method performed in an appearance inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • the external inspection device may generate a first image that visually represents the battery surface based on a captured image of the outer surface of the battery (S210).
  • the first image may correspond to a two-dimensional image of a predefined size generated based on a captured image generated by a 2D camera.
  • the appearance inspection device receives a two-dimensional image of the outer surface of the battery from a 2D camera, applies a predefined distortion correction algorithm to the received two-dimensional image, flattens the outer surface, and produces a first image. can be created.
  • Figure 3 is a reference diagram for explaining a method of generating a first image according to an embodiment of the present invention.
  • the external inspection device may receive a two-dimensional image 310 of the outer surface of a cylindrical battery from a 2D camera. Thereafter, the appearance inspection device may apply a predefined distortion correction algorithm to the received two-dimensional image 310 to correct the cylindrical outer surface to be flat, thereby generating the first image 320.
  • the external inspection device may correct the distortion of the two-dimensional image 310 based on the captured image 330 of the dummy can having the same specifications as the battery to be inspected.
  • the external inspection device corrects the captured image 310 of the battery using a distortion correction algorithm that flattens the distorted grid pattern in the captured image 330 of a dummy can with a grid pattern formed on the outer surface.
  • 1 Image 320 can be generated.
  • the appearance inspection device applies a distortion correction algorithm to the captured image 310 to correct the cylindrical outer surface to be flat, converts the corrected two-dimensional image to a predefined size, or converts the corrected two-dimensional image to a predefined size.
  • the first image can be generated by extracting a predefined area from the image.
  • the appearance inspection device may generate a second image in which depth information on the outer surface of the battery is visually expressed by matching the 3D shape data for the outer surface of the battery and the first image (S220).
  • the second image has the same size as the first image and may correspond to a two-dimensional image in which depth information is mapped to each plane coordinate.
  • the second image may correspond to a two-dimensional image in which depth information of the outer surface of the battery is expressed in color.
  • Figure 4 is a reference diagram for explaining a method of generating a second image according to an embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection device may receive 3D shape data 410 for a cylindrical battery from a 3D scanner. Thereafter, the appearance inspection device may calculate depth information for each of the plane coordinates (X, Y) of the first image 420 using the received 3D shape data 410.
  • the appearance inspection device may calculate depth information for each of the plane coordinates (X, Y) of the first image 420 based on a virtual plane in contact with the outer surface of the cylinder.
  • the appearance inspection apparatus may map the calculated depth information to each plane coordinate of the first image 420 to generate the second image 430.
  • the second image 430 may be implemented as a two-dimensional image expressed in different colors for each depth value.
  • the external inspection device may output a diagnostic image through a predefined GUI (S230).
  • the diagnostic image may include one or more of the first image and the second image. That is, the appearance inspection device may output one or more of the first image and the second image as a diagnostic image and support the user to perform an appearance defect inspection based on the output diagnostic image.
  • the diagnostic image may further include a third image in which the first image and the second image overlap.
  • the third image may be an image that is visualized by overlapping the second image with a preset transparency on the first image.
  • the diagnostic image may further include a fourth image in which a tray containing a plurality of batteries is visualized.
  • the fourth image may include icons corresponding to each of the batteries, and the icons may be arranged to correspond to the arrangement structure of the batteries on the tray.
  • the diagnostic image may further include one or more of a fifth image in which outer diameter information about the cylindrical battery is visualized in the form of a horizontal cross-section and a sixth image in which information on the outer diameter of the cylindrical battery is visualized in the form of a vertical cross-section.
  • Figure 5 is an example of a screen of a display device for explaining a diagnostic image according to an embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection device may visualize and output one or more of the first to fifth images through a display device, depending on the image output mode selected by the user.
  • the GUI may be configured to include one or more of a mode selection window 510 and a diagnostic image output window 510.
  • the appearance inspection device may receive a selection signal for one or more of the inspection mode and image output mode input by the user through the mode selection window 510.
  • the inspection mode may include one or more of a side inspection mode and an outer diameter inspection mode.
  • the image output mode may include one or more of a 2D image output mode, an opaque merged image output mode, and a transparent merged image output mode.
  • the image output mode may include one or more of a horizontal cross-sectional image output mode and a vertical cross-sectional image output mode.
  • the external inspection device may output a diagnostic image corresponding to the inspection mode and image output mode selected by the user through the diagnostic image output window 520.
  • 6 to 13 are examples of screens for explaining video output modes and images output in each mode according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an example of a screen when [2D image output mode] of the side inspection mode is selected.
  • the appearance inspection device can output the first image of the outer surface area of the cylindrical battery through the diagnostic image output window 520.
  • Figure 6 shows a screen on which the first image of the outer surface of the battery is output, but the first image of the upper or lower surface of the battery is output, or the first image of the outer surface, upper surface, and lower surface of the battery is output, respectively.
  • the first image may also be output together.
  • Figure 7 is an example of a screen when [opaque merged image output mode] of the side inspection mode is selected.
  • the appearance inspection device when a selection signal for [opaque merged image output mode] is received, the appearance inspection device outputs a second image of the outer surface area of the cylindrical battery through the diagnostic image output window 520. You can. Meanwhile, Figure 7 shows a screen on which the second image of the outer surface of the battery is output, but the second image of the upper or lower surface of the battery is output, or the second image of the outer surface, upper surface, and lower surface of the battery is displayed respectively. A second video may also be output together.
  • Figure 8 is an example of a screen when [transparent merged image output mode] of the side inspection mode is selected.
  • the appearance inspection device when a selection signal for [transparent merged image output mode] is received, the appearance inspection device outputs a third image of the outer surface area of the cylindrical battery through the diagnostic image output window 520.
  • the third image may be an image that is visualized by overlapping the second image with a preset transparency on the first image. At this time, transparency can be varied through a setting change signal input by the user.
  • the third image includes a first image in which the surface of the outer surface of the battery is visually expressed, and a second image in which the depth information of the outer surface of the battery is visually expressed (expressed in color in FIG. 8) with a certain transparency. This is a diagnostic image overlaid with .
  • the third image is output through the display device, the user can more intuitively recognize whether the appearance of the battery is defective and the location of the defect, and inspection efficiency and accuracy can be further improved.
  • the appearance inspection device may output the depth value for the specific point through the GUI. For example, referring to FIG. 9, after the third image is output as a diagnostic image, when a selection signal for a specific point in the third image input by the user is received, the appearance inspection device selects the corresponding point.
  • the depth value (-0.0223mm) stored in correspondence with the coordinate information can be output on the third image.
  • Figure 10 is an example of a screen when a diagnostic image for a specific battery among a plurality of batteries is output.
  • the external inspection device may generate a fourth image 1020 in which a tray containing a plurality of batteries is visualized, and output the generated fourth image through the diagnostic image output window 520.
  • the appearance inspection device outputs the identifiers of the battery trays through the battery tray list 1010, and generates and outputs a fourth image 1020 for the specific battery tray (e.g. NO 3) selected by the user. You can.
  • the fourth image 1020 may include circular icons corresponding to each of the batteries, and the icons may be arranged to correspond to the arrangement structure of the batteries on the tray.
  • the appearance inspection device may output one or more of a first image, a second image, and a third image for the specific battery corresponding to the selection signal.
  • the appearance inspection device may output the first image and the third image for the selected battery together.
  • the external inspection device may visualize and output the fourth image 1020 to distinguish between a battery determined to be defective and a normal battery.
  • the visual inspection device may visualize and output the color of the icon for the defective batteries B4 and E3 to be different from the color of the icon for the normal batteries.
  • the appearance inspection device visualizes and outputs one or more of the sizes and shapes of the icons of the defective battery and the icon of the normal battery differently, so that the defective battery and the normal battery can be distinguished from each other. there is.
  • Figure 11 is an example of a screen when [horizontal cross-sectional image output mode] of the external inspection mode is selected.
  • the appearance inspection device can calculate the outer diameter value of the cylindrical battery using 3D shape data.
  • the external inspection device may generate a fifth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a horizontal cross-section, and output the generated fifth image through the diagnostic image output window 520.
  • the fifth image may be an image in which the outer diameter value for each angle of the horizontal cross section is visualized in the form of a circle or semicircle.
  • the center point of a circle or semicircle may be defined as a specific value other than [0].
  • the specific value is a value multiplied by 0.8 to 0.95 of the normal outer diameter value. can be defined.
  • Figure 12 is an example of a screen when [vertical cross-sectional image output mode] of the outer diameter inspection mode is selected.
  • the appearance inspection device can calculate the outer diameter value for the cylindrical battery using 3D shape data. Thereafter, the external inspection device may generate a sixth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a vertical cross-section, and output the generated sixth image through the diagnostic image output window 520.
  • the appearance inspection device may visualize reference information about the outer diameter value and output it by overlapping it with the fifth or sixth image.
  • the reference information includes the minimum, maximum, and average values of the outer diameter value, and one or more of the Upper Specification Limit (USL) and Lower Specification Limit (LSL) for the outer diameter value. can do.
  • USL Upper Specification Limit
  • LSL Lower Specification Limit
  • the appearance inspection device displays a graph of the minimum and maximum values of the outer diameter value, and a straight line indicating the upper specification limit (USL) and lower specification limit (LSL). can be printed together.
  • the fifth or sixth image may be generated based on the cumulative outer diameter value of a plurality of batteries.
  • the appearance inspection device may calculate an average value of the outer diameter values of a plurality of batteries and generate a fifth image or a sixth image based on the calculated average value.
  • Figure 14 is a block diagram of a data processing device according to an embodiment of the present invention.
  • the data processing device may correspond to the appearance inspection device 130 of FIG. 1 or may correspond to a configuration included in the appearance inspection device 130.
  • the data processing device 1400 includes at least one processor 1410, a memory 1420 that stores at least one command executed through the processor, and a transmission/reception device that is connected to a network and performs communication. May include device 1430.
  • the at least one command may include: a command for generating a first image visually representing the surface of the battery based on a captured image of the outer surface of the battery; A command to generate a second image in which depth information of the outer surface of the battery is visually expressed by matching the first image with three-dimensional shape data about the outer surface of the battery; and a command to output one or more of the first image and the second image through a predefined graphical user interface (GUI).
  • GUI graphical user interface
  • the command for generating the first image includes a command for receiving a two-dimensional image of the outer surface of a cylindrical battery; and a command to flatten the outer surface of the cylindrical shape by applying a predefined distortion correction algorithm to the received two-dimensional image.
  • the command for generating the second image may include a command for calculating depth information for each plane coordinate of the first image using the 3D shape data; and a command for generating the second image by mapping the calculated depth information to each of the plane coordinates.
  • the second image may be a two-dimensional image in which depth information on the outer surface of the battery is expressed in color.
  • the command output through the GUI outputs one or more of the first image, the second image, and the third image in which the first image and the second image overlap, depending on the image output mode selected by the user. May contain commands.
  • the third image may be an image visualized by overlapping the second image with a preset transparency on the first image.
  • the command output through the GUI may include a command for outputting the depth value for the specific point through the GUI when a selection signal for a specific point in the output image is received.
  • the command output through the GUI includes: a command to generate and output a fourth image in which a tray containing a plurality of batteries is visualized; and when a selection signal for a specific battery in the fourth image is received, a command for outputting a first image or a second image for a specific battery corresponding to the selection signal.
  • the command to generate and output the fourth image may include a command to visualize and output a battery determined to be defective and a normal battery to be distinguished from each other.
  • the at least one command includes: a command for calculating an outer diameter value for a cylindrical battery using the three-dimensional shape data; A command for generating at least one of a fifth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a horizontal cross section, and a sixth image in which the calculated outer diameter value is visualized in the form of a vertical cross section; and a command to output one or more of the fifth image and the sixth image through the GUI.
  • the command to output one or more of the fifth image and the sixth image is one or more of the minimum value, maximum value, and average value of the calculated outer diameter value, and the upper specification limit and lower specification limit for the outer diameter value. It may include a command to visualize reference information and output it by overlapping it with the output image.
  • the data processing device 1400 may further include an input interface device 1440, an output interface device 1450, a storage device 1460, etc. Each component included in the data processing device 1400 is connected by a bus 1470 and can communicate with each other.
  • the processor 1410 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Memory or storage device
  • the memory may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory may consist of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치는, 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.

Description

배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법
본 출원은 2022년 8월 31일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0109760호 및 2022년 6월 16일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2023-0077509호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 외관 검사의 효율성을 보다 향상시킬 수 있는 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다.
이차 전지는 전극 조립체가 원통형 금속 캔에 내장된 캔 타입 배터리와, 전극 조립체가 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입 배터리로 분류될 수 있다. 일반적으로, 원통형 캔 타입 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적 안정성이 높은 것으로 알려져 있다.
원통형 배터리의 경우, 전극 제조 공정, 전극 조립체 제조 공정, 전극 조립체 수용 공정, 및 캔 조립체 결합 공정을 거쳐 제조되며, 제조가 완료된 원통형 배터리에 대한 품질 검사 공정을 거쳐 최종 출하되게 된다.
배터리 외관에 대한 불량 검사 공정은, 배터리 외면에 대한 2차원 영상 기반의 검사 방법이 주로 활용되고 있다. 구체적으로, 작업자가 디스플레이 장치에 출력되는 배터리 외면의 2차원 영상을 확인하고, 특정 영역에 결함이 있는지를 판단하여 불량 여부를 결정하게 된다. 이때, 평면 영상에 기초하여 배터리 외관의 불량 여부가 판단됨에 따라, 검사 정확도 측면에서 한계가 있으며, 검사 시간이 지연될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 배터리의 외관 불량 여부를 보다 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 적절한 외관 검사 기술이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 데이터 처리 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치는, 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 명령은, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 방법은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 단계; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 단계; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 단계는, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 단계는, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 단계; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계는, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 단계는, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 단계; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 단계; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계는, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 외관 검사에 대한 정확도 및 시간 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법의 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진단 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 출력 모드 및 각 모드에서의 출력 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 블록 구성도이다.
100: 외관 검사 시스템
110: 2D 카메라
120: 3D 스캐너
130: 외관 검사 장치
510: 모드 선택 윈도우
520: 진단 영상 출력 윈도우
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명 및 본 발명의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 외관 검사 시스템(100)은, 배터리(10)의 외관 불량 여부를 검사하는 공정 단계에서 활용될 수 있다. 외관 검사 시스템은, 배터리를 적재하는 적재 장치, 적재된 배터리를 특정 위치로 이송하는 이송 장치, 해당 위치에서 배터리의 외면을 촬영하는 2D 카메라(110), 배터리 외면에서 3차원 형상 데이터를 생성하는 3D 스캐너(120), 및 생성된 이미지를 이용해 외관 불량 여부를 검사하는 외관 검사 장치(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 외관 검사 시스템의 검사 대상은 원통형 배터리에 해당할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
2D 카메라(110)는, 배터리(10)의 외면을 촬영하여 2차원 영상을 생성하는 장치이다. 여기에서, 2D 카메라(110)는, 원통형 배터리의 외측면, 상면 및 하면 중 하나 이상을 촬영하도록 검사 설비의 특정 위치에 배치되어 구성될 수 있다.
3D 스캐너(120)는, 배터리(10)의 외면에 대한 3차원 형상 데이터를 생성하는 장치이다. 예를 들어, 3D 스캐너(120)는, 원통형 배터리의 3차원 데이터 셋을 생성하는 광학식 형상 프로파일 장치에 해당할 수 있다. 여기에서, 3D 스캐너(120)는, 원통형 배터리의 외측면, 상면 및 하면 중 하나 이상에 대한 3차원 형상 데이터를 생성하도록 검사 설비의 특정 위치에 배치되어 구성될 수 있다.
외관 검사 장치(130)는, 2D 카메라(110)로부터 2차원의 촬영 영상을 수신하고, 3D 스캐너(120)로부터 3차원 형상 데이터를 수신할 수 있다.
외관 검사 장치(130)는, 수신된 2차원의 촬영 영상 및 3차원 형상 데이터를 기정의된 데이터 처리 프로세스에 따라 처리하여 하나 이상의 검사 영상을 생성할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치(130)는, 생성된 하나 이상의 검사 영상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력할 수 있다.
디스플레이 장치는, 외관 검사 장치(130)에 포함되어 구성되거나, 또는 외관 검사 장치(130)와 네트워크를 통해 연결되고, 생성된 검사 영상을 기정의된 GUI를 통해 출력할 수 있다. 작업자는 출력된 검사 영상을 확인하여 배터리(10)의 불량 여부, 불량 항목 및 불량 위치 중 하나 이상을 식별하여, 배터리 외관 검사를 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법의 동작 순서도이다.
외관 검사 장치는, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성할 수 있다(S210). 여기에서, 제1 영상은, 2D 카메라에 의해 생성된 촬영 영상을 기초로 생성된 기정의된 크기의 2차원 영상에 해당할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 2D 카메라로부터 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하고, 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 외측면을 평면화하여 제1 영상을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다. 도 3을 참조하면, 외관 검사 장치는, 2D 카메라로부터 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상(310)을 수신할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 수신된 2차원 영상(310)에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 원통형의 외측면이 평면화되도록 보정하여, 제1 영상(320)을 생성할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 검사 대상인 배터리와 동일한 규격을 갖는 더미 캔의 촬영 영상(330)을 기초로 2차원 영상(310)의 왜곡을 보정할 수 있다. 예를 들어, 외관 검사 장치는, 외면에 격자 무늬가 형성된 더미 캔의 촬영 영상(330)에서, 왜곡된 격자 무늬가 평탄화도록 하는 왜곡 보정 알고리즘을 이용해, 배터리의 촬영 영상(310)을 보정하여 제1 영상(320)을 생성할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 촬영 영상(310)에 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 원통형의 외측면이 평면화되도록 보정하고, 보정된 2차원 영상을 기정의된 사이즈로 변환하거나, 또는 보정된 2차원 영상에서 기정의된 영역을 추출하여, 제1 영상을 생성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 외관 검사 장치는, 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성할 수 있다(S220). 여기에서, 제2 영상은, 제1 영상과 동일한 사이즈를 가지며, 평면 좌표 각각에 깊이 정보가 매핑된 2차원 영상에 해당할 수 있다. 실시예에서, 제2 영상은, 배터리의 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상에 해당할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다. 도 4를 참조하면, 외관 검사 장치는, 3D 스캐너로부터 원통형 배터리에 대한 3차원 형상 데이터(410)를 수신할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 수신된 3차원 형상 데이터(410)를 이용해, 제1 영상(420)의 평면 좌표(X, Y) 각각에 대한 깊이 정보를 산출할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 원통의 외면에 접하는 가상의 평면을 기준으로 하여 제1 영상(420)의 평면 좌표(X, Y) 각각에 대한 깊이 정보를 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 깊이 정보를 제1 영상(420)의 평면 좌표 각각에 매핑하여, 제2 영상(430)을 생성할 수 있다. 여기에서, 제2 영상(430)은, 깊이 값마다 상이한 색상으로 표현되는 2차원 영상으로 구현될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 외관 검사 장치는, 진단 영상을 기정의된 GUI를 통해 출력할 수 있다(S230). 여기에서, 진단 영상은, 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 외관 검사 장치는, 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 진단 영상으로서 출력하여, 사용자가 출력된 진단 영상을 기초로 외관 불량 검사를 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제3 영상은, 제2 영상이 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제4 영상은, 배터리들 각각과 대응되는 아이콘들을 포함할 수 있으며, 아이콘들은 트레이 상 배터리들의 배치 구조와 대응되도록 배열될 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 원통형 배터리에 대한 외경 정보가 수평 단면의 형태로 시각화된 제5 영상 및 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진단 영상에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진단 영상을 설명하기 위한 디스플레이 장치의 화면 예시이다.
도 5를 참조하면, 외관 검사 장치는, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 제1 영상 내지 제5 영상 중 하나 이상을 디스플레이 장치를 통해 시각화하여 출력할 수 있다.
실시예에서, GUI는, 모드 선택 윈도우(510) 및 진단 영상 출력 윈도우(510) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
외관 검사 장치는, 모드 선택 윈도우(510)를 통해, 사용자에 의해 입력되는 검사 모드 및 영상 출력 모드 중 하나 이상에 대한 선택 신호를 수신할 수 있다.
검사 모드는, 측면 검사 모드 및 외경 검사 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 측면 검사 모드에서, 영상 출력 모드는, 2D 영상 출력 모드, 불투명 병합 영상 출력 모드, 및 투명 병합 영상 출력 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 외경 검사 모드에서, 영상 출력 모드는, 수평 단면 영상 출력 모드 및 수직 단면 영상 출력 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
외관 검사 장치는, 사용자에 의해 선택되는 검사 모드 및 영상 출력 모드에 대응되는 진단 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 출력 모드 및 각 모드에서의 출력 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 6은, 측면 검사 모드의 [2D 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 6을 참조하면, 외관 검사 장치는, [2D 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제1 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 한편, 도 6은, 배터리의 외측면에 대한 제1 영상이 출력되는 화면을 도시하고 있으나, 배터리의 상면 또는 하면에 대한 제1 영상이 출력되거나, 또는 배터리의 외측면, 상면 및 하면 각각에 대한 제1 영상이 함께 출력될 수도 있다.
도 7은, 측면 검사 모드의 [불투명 병합 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 7을 참조하면, 외관 검사 장치는, [불투명 병합 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제2 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 한편, 도 7은, 배터리의 외측면에 대한 제2 영상이 출력되는 화면을 도시하고 있으나, 배터리의 상면 또는 하면에 대한 제2 영상이 출력되거나, 또는 배터리의 외측면, 상면 및 하면 각각에 대한 제2 영상이 함께 출력될 수도 있다.
도 8은, 측면 검사 모드의 [투명 병합 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 8을 참조하면, 외관 검사 장치는, [투명 병합 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제3 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 제3 영상은, 제2 영상이 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다. 이 때, 투명도는 사용자에 의해 입력되는 설정 변경 신호를 통해 가변될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제3 영상은, 배터리 외면의 표면이 시각적으로 표현된 제1 영상과, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현(도 8에서는 색상으로 표현)된 제2 영상이 일정 투명도로 중첩된 진단 영상이다. 제3 영상이 디스플레이 장치를 통해 출력되는 경우, 사용자는 배터리 외관의 불량 여부 및 불량 위치를 보다 직관적으로 인식할 수 있어, 검사 효율성 및 정확도가 보다 향상될 수 있다.
출력된 진단 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 외관 검사 장치는, 특정 지점에 대한 깊이 값을 GUI를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제3 영상이 진단 영상으로서 출력된 후, 사용자에 의해 입력되는 제3 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신택 신호가 수신되면, 외관 검사 장치는, 해당 지점의 좌표 정보와 대응되어 저장된 깊이 값(-0.0223mm)을 제3 영상 위에 함께 출력할 수 있다.
도 10은, 복수의 배터리들 중 특정 배터리에 대한 진단 영상이 출력된 경우의 화면 예시이다. 도 10을 참조하면, 외관 검사 장치는, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상(1020)을 생성하고, 생성된 제4 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 배터리 트레이들의 식별자들을 배터리 트레이 리스트(1010)를 통해 출력하고, 사용자에 의해 선택된 특정 배터리 트레이(예: NO 3)에 대한 제4 영상(1020)을 생성하여 출력할 수 있다. 제4 영상(1020)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리들 각각과 대응되는 원형의 아이콘들을 포함할 수 있으며, 아이콘들은 트레이 상 배터리들의 배치 구조와 대응되도록 배열될 수 있다.
외관 검사 장치는, 제4 영상(1020)에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상 중 하나 이상을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 25개의 배터리들 중 C2에 배치된 배터리가 선택되고, 영상 출력 모드가 [2D 영상 출력 모드] 및 [투명 병합 영상 출력 모드]가 함께 선택된 경우, 외관 검사 장치는, 선택된 배터리에 대한 제1 영상 및 제3 영상을 함께 출력할 수 있다.
외관 검사 장치는, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 제4 영상(1020)을 시각화하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 외관 검사 장치는, 불량 배터리들(B4, E3)에 대한 아이콘의 색상을 정상 배터리들에 대한 아이콘의 색상과 다르게 시각화하여 출력할 수 있다. 한편, 도 10에 도시된 바와 다르게, 외관 검사 장치는, 불량 배터리의 아이콘과 정상 배터리의 아이콘의 크기 및 형상 중 하나 이상을 상이하게 시각화하여 출력함으로써, 불량 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 할 수 있다.
도 11은, 외경 검사 모드의 [수평 단면 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 11을 참조하면, 외관 검사 장치는, [수평 단면 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화된 제5 영상을 생성하고, 생성된 제5 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 제5 영상은, 수평 단면의 각도별 외경 값이 원 또는 반원의 형태로 시각화된 영상일 수 있다. 한편, 외경 값에 대한 시인성을 보다 향상시키기 위하여, 원 또는 반원의 중심점은 [0]이 아닌 특정 값으로 정의될 수 있으며, 예를 들어, 특정 값은 정상 외경 값의 0.8 내지 0.95를 곱한 값으로 정의될 수 있다.
도 12는, 외경 검사 모드의 [수직 단면 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 12를 참조하면, 외관 검사 장치는, [수직 단면 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상을 생성하고, 생성된 제6 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 외경 값에 대한 참조 정보를 시각화하여 제5 영상 또는 제6영상과 중첩해 출력할 수 있다. 여기에서, 참조 정보는, 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값(USL; Upper Specification Limit) 및 규격 하한 값(LSL; Lower Specification Limit) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 외관 검사 장치는, 제 6 영상을 출력할 때, 외경 값의 최소값, 최대값에 대한 그래프와, 규격 상한값(USL) 및 규격 하한 값(LSL)을 나타내는 직선을 함께 출력할 수 있다.
실시예에서, 제5영상 또는 제6영상은, 복수의 배터리들에 대한 누적 외경 값을 기초로 생성될 수 있다. 예를 들어, 외관 검사 장치는, 복수의 배터리들 외경 값들의 평균 값을 산출하고, 산출된 평균 값을 기초로, 제5 영상 또는 제6 영상을 생성할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 블록 구성도이다. 여기에서, 데이터 처리 장치는, 도 1의 외관 검사 장치(130)에 해당하거나, 또는, 외관 검사 장치(130)에 포함된 구성에 해당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치(1400)는, 적어도 하나의 프로세서(1410), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(1420) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(1430)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 명령은, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
데이터 처리 장치(1400)는 또한, 입력 인터페이스 장치(1440), 출력 인터페이스 장치(1450), 저장 장치(1460) 등을 더 포함할 수 있다. 데이터 처리 장치(1400)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(1470)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
여기에서, 프로세서(1410)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기에서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령;
    배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 영상을 생성하는 명령은,
    원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및
    상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영상을 생성하는 명령은,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및
    산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영상은,
    상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상인, 데이터 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제3 영상은,
    상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상인, 데이터 처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및
    상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은,
    불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령;
    산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및
    상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은,
    상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  12. 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 방법으로서,
    배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 단계;
    배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 영상을 생성하는 단계는,
    원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 영상을 생성하는 단계는,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 단계; 및
    산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 영상은,
    상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상인, 데이터 처리 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 영상은,
    상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상인, 데이터 처리 방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계; 및
    상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계는,
    불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  21. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단계는,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 단계;
    산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 단계; 및
    상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계는,
    상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
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