WO2024049196A1 - 경계선 검출 장치 및 방법 - Google Patents

경계선 검출 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024049196A1
WO2024049196A1 PCT/KR2023/012877 KR2023012877W WO2024049196A1 WO 2024049196 A1 WO2024049196 A1 WO 2024049196A1 KR 2023012877 W KR2023012877 W KR 2023012877W WO 2024049196 A1 WO2024049196 A1 WO 2024049196A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
borderline
detecting
image
temporary
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/012877
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김시권
차영은
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230103920A external-priority patent/KR20240031047A/ko
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Publication of WO2024049196A1 publication Critical patent/WO2024049196A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/03—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G06T7/11—Region-based segmentation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G06T7/13—Edge detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general

Definitions

  • the present invention relates to a borderline detection device and method, and to a borderline detection device and method for detecting borderlines of uncoated areas on an electrode image.
  • lithium batteries are being applied to various industrial fields such as mobile applications, automobiles, robots, and energy storage devices as a response to today's environmental regulations and high oil price issues.
  • lithium batteries are generally classified into cylindrical, prismatic, or pouch types depending on the shape of the exterior material in which the electrode assembly is accommodated.
  • cylindrical batteries are provided in a form where the electrode assembly is inserted inside the battery can along with the electrolyte.
  • the electrodes constituting the electrode assembly can be divided into an electrode part, which is an area coated with positive and negative electrode active materials, and an uncoated area, which is an area where the electrode is not coated.
  • electrodes are cut to a certain size to fit the size of the battery can.
  • the conventional border detection device adjusts the exposure value of the camera so that the brightness pixel value (Gray Value) of the uncoated region is 255 and detects the borderlines of the uncoated region based on the electrode image captured by the camera.
  • a conventional boundary line detection device detects at least one pixel having a brightness value that differs by more than a threshold value from the brightness value of a single pixel of an uncoated area as a boundary line from an electrode image.
  • the conventional border detection device when setting the brightness pixel value (gray value) of the uncoated area, the position of the border on the electrode image may be distorted to be different from the position of the actual border. Accordingly, the conventional boundary line detection device has the disadvantage of deteriorating measurement accuracy by incorrectly detecting the boundary line.
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a borderline detection device.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a borderline detection method.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a borderline detection system.
  • a border detection device for detecting border lines of an uncoated area inside a battery electrode includes a memory and a processor that executes at least one command stored in the memory, and at least One command is to obtain a first electrode image and a second electrode image in which the same electrode located at the same point is photographed, and to detect pixel information of temporary boundaries on both sides of the uncoated area in the electrode from the first electrode image.
  • the first electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the first electrode image is a preset first threshold value.
  • the second electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the second electrode image becomes a second threshold different from the first threshold.
  • the command for detecting pixel information of the temporary borderlines includes a command for detecting temporary borderlines located on both sides of the uncoated area on the first electrode image, and a command for obtaining pixel coordinate information of the temporary borderlines. It can be included.
  • the command for detecting the temporary borderlines is a command for detecting a first temporary borderline located on one side of the uncoated area on the first electrode image using a differential mask filter, and using the differential mask filter.
  • it may include a command to detect a second temporary boundary line located on the other side of the uncoated area on the first electrode image.
  • the differential mask filter may be a Sobel filter.
  • the command to detect the final borderlines includes a command to check pixel coordinate information of the temporary borderlines and obtain a first virtual borderline and a second virtual borderline located at the same point on the second electrode image, and setting a first inspection area and a second inspection area based on the first virtual boundary line and the second virtual boundary line, respectively, so that a first final boundary line and a second final boundary line are obtained from the first inspection area and the second inspection area, respectively. It may contain commands to detect boundary lines.
  • the command to detect the first final borderline and the second final borderline selects pixels having the maximum value among the differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels in the first inspection area as the first final borderline. It may include a command to detect as a borderline, and a command to detect pixels having the maximum value among the differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels within the second inspection area as a second final borderline. there is.
  • a boundary line detection method for detecting the boundary lines of an uncoated area inside a battery electrode includes a first electrode image and a second electrode image in which the same electrode located at the same point is photographed. Obtaining, detecting pixel information of temporary boundaries on both sides of the uncoated region in the electrode from the first electrode image, and detecting final borderlines on both sides of the uncoated region from the second electrode image based on the pixel information. Includes.
  • the first electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the first electrode image is a preset first threshold value.
  • the second electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the second electrode image becomes a second threshold different from the first threshold.
  • the step of detecting pixel information of the temporary borderlines may include detecting temporary borderlines located on both sides of the uncoated area on the first electrode image and obtaining pixel coordinate information of the temporary borderlines.
  • the step of detecting the temporary borderlines includes detecting a first temporary borderline located on one side of the uncoated area on the first electrode image using a differential mask filter, and using the differential mask filter, It may include detecting a second temporary boundary line located on the other side of the uncoated area on the first electrode image.
  • the differential mask filter may be a Sobel filter.
  • the step of detecting the final borderlines includes confirming pixel coordinate information of the temporary borderlines and obtaining a first virtual borderline and a second virtual borderline located at the same point on the second electrode image, and 1 Set a first inspection area and a second inspection area based on the virtual boundary line and the second virtual boundary line, respectively, and detect the first final boundary line and the second final boundary line from the first inspection area and the second inspection area, respectively. It may include steps.
  • the step of detecting the first final borderline and the second final borderline selects pixels having the maximum value among the differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels in the first inspection area as the first final borderline. , and detecting pixels having the maximum value among differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels within the second inspection area as a second final borderline.
  • a boundary detection system for detecting the boundary lines of the uncoated area inside a battery electrode adjusts the exposure value to photograph the same electrode located at the same point at different brightnesses.
  • a camera that generates a first electrode image and a second electrode image obtains the first electrode image and the second electrode image from the camera, and detects pixel information of temporary boundaries on both sides of the uncoated region in the electrode from the first electrode image; , and a border detection device that detects final border lines on both sides of the uncoated area from the second electrode image based on the pixel information.
  • the boundary detection device and method according to the embodiment of the present invention as described above acquires a first electrode image and a second electrode image having different brightness values in which the same electrode is photographed, and detects the uncoated area obtained from the first electrode image. By detecting the final borderlines of the uncoated area from the second electrode image based on the pixel coordinate information of the borderlines, the detection accuracy of the borderline can be improved.
  • Figure 1 is an electrode image of a general border detection device.
  • Figure 2 is a graph of change in the position of a borderline according to the brightness value setting of a general borderline detection device.
  • Figure 3 is a block diagram of a border detection system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram of a border detection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flowchart of a borderline detection method using a borderline detection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a conceptual diagram of a borderline detection method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a flowchart for explaining a method of detecting a final boundary line among the boundary line detection methods according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is an image showing the pixel coordinates of the second final boundary line of the boundary line detection device according to an experimental example of the present invention.
  • Transmission and reception device 400 Input interface device
  • 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.
  • Figure 1 is an electrode image of a general border detection device.
  • electrodes applied to a cylindrical battery can be divided into a roll bonding area, an electrode part, and an uncoated area.
  • the roll bonding area may be an area that is joined to a roll of a cylindrical battery, and the electrode portion may be an area coated with electrode active materials for the negative and positive electrodes. Additionally, the uncoated region may be an area in which the electrode is not coated.
  • the widths of the electrode portion and the uncoated portion are calculated so that the same battery specifications are formed, and the electrodes can be cut to be uniformly applied within an error range.
  • a general boundary detection device detects the boundary of the uncoated area based on an electrode image obtained from a camera.
  • the exposure value of the camera may be set so that the brightness pixel value (Gray Value) of the uncoated area on the electrode image has a specific value. Accordingly, a general borderline detection device detects a pixel corresponding to a preset threshold brightness value on an electrode image as a borderline.
  • a conventional boundary line detection device can detect the boundaries of an uncoated area based on an electrode image captured by adjusting the exposure value using a camera so that the brightness pixel value (Gray Value) of the uncoated area is 255.
  • Figure 2 is a graph of change in the position of a borderline according to the brightness value setting of a general borderline detection device.
  • a general borderline detection device detects a pixel corresponding to a preset threshold brightness value as a borderline based on an electrode image.
  • a general border detection device has the disadvantage of requiring a reset of the threshold value for border detection of the uncoated area when the saturation value changes due to a change in the composition of the insulating liquid.
  • a general border detection device has the disadvantage of deteriorating precision when measuring the width of the electrode part and the uncoated part by incorrectly detecting the positions of the border lines of the uncoated part.
  • the position of the borderline of the uncoated area may vary depending on a change in the threshold brightness value.
  • the difference between the position of the boundary line detected by a general boundary detection device and the actual boundary line may be about 3.6 Picxel.
  • the difference between the position of the boundary line detected by a general boundary detection device and the actual boundary line may be about 4 Picxels.
  • the difference between the position of the boundary line detected by a general boundary detection device and the actual boundary line may be about 5 Picxels.
  • the present invention was developed to solve this technical problem.
  • the boundary lines of the uncoated area are detected using the first electrode image and the second electrode image taken at different brightness values, thereby improving the accuracy of the boundary line. It can be improved.
  • Figure 3 is a block diagram of a border detection system according to an embodiment of the present invention.
  • the border detection system may include a camera 1000 and a border detection device 5000.
  • the camera 1000 may be installed at a site where an electrode process is performed.
  • the camera 1000 can be fixedly installed in a facility where a plurality of electrodes are sequentially moved. Accordingly, the camera 1000 can acquire a plurality of electrode images by individually photographing a plurality of electrodes passing through the facility.
  • the camera 1000 may include a first camera 1100 and a second camera 1500 that photograph the same point.
  • the first camera 1100 and the second camera 1500 may have different exposure values.
  • the exposure value of the first camera 1100 may be preset so that the pixel brightness value of the uncoated area corresponds to the first threshold value. Accordingly, the first camera 1100 can acquire at least one first electrode image by photographing a plurality of electrodes passing through a specific point.
  • the first threshold may be 255.
  • the exposure value of the second camera 1500 may be preset so that the pixel brightness value of the uncoated area corresponds to the second threshold value. Accordingly, the second camera 1500 can acquire at least one second electrode image by photographing a plurality of electrodes passing through a specific point.
  • the second threshold may be 200.
  • the first electrode image and the second electrode image may be images taken of the same electrode at the same point.
  • the border detection device 5000 may be linked with at least one camera 1000 to obtain a first electrode image and a second electrode image from the camera 1000.
  • the border detection device 5000 is not limited to this and can acquire at least one first electrode image and at least one second electrode image through various paths.
  • the border detection device 5000 may detect temporary border lines based on the first electrode image and detect final border lines based on the detected temporary border lines. Accordingly, the border detection device 5000 according to an embodiment of the present invention has improved borderline detection accuracy of the uncoated area, and may be able to precisely measure the width of the uncoated area and the electrode part. The configuration of the border detection device 5000 will be described in more detail with reference to FIG. 4 below.
  • Figure 4 is a block diagram of a border detection device according to an embodiment of the present invention.
  • the border detection device includes a memory 100, a processor 200, a transmitting and receiving device 300, and an input interface. It may include a device 400, an output interface device 500, and a storage device 600.
  • each of the components 100, 200, 300, 400, 500, and 600 included in the border detection device may be connected by a bus 700 and communicate with each other.
  • the memory 100 and the storage device 600 may be composed of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory 100 and the storage device 600 may be composed of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the memory 100 may include at least one instruction executed by the processor 200.
  • At least one command includes a command to obtain a first electrode image and a second electrode image in which the same electrode located at the same point is photographed, and a command to obtain temporary boundaries on both sides of the uncoated area in the electrode from the first electrode image. It includes a command for detecting pixel information, and a command for detecting final boundaries on both sides of the uncoated area from the second electrode image based on the pixel information.
  • the first electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the first electrode image is a preset first threshold value.
  • the second electrode image may be an image taken by adjusting the exposure value of the camera so that the pixel brightness value of the uncoated area in the second electrode image becomes a second threshold different from the first threshold.
  • the command for detecting pixel information of the temporary borderlines includes a command for detecting temporary borderlines located on both sides of the uncoated area on the first electrode image, and a command for obtaining pixel coordinate information of the temporary borderlines. It can be included.
  • the command for detecting the temporary borderlines is a command for detecting a first temporary borderline located on one side of the uncoated area on the first electrode image using a differential mask filter, and using the differential mask filter.
  • it may include a command to detect a second temporary boundary line located on the other side of the uncoated area on the first electrode image.
  • the differential mask filter may be a Sobel filter.
  • the command to detect the final borderlines includes a command to check pixel coordinate information of the temporary borderlines and obtain a first virtual borderline and a second virtual borderline located at the same point on the second electrode image, and setting a first inspection area and a second inspection area based on the first virtual boundary line and the second virtual boundary line, respectively, so that a first final boundary line and a second final boundary line are obtained from the first inspection area and the second inspection area, respectively. It may contain commands to detect boundary lines.
  • the command to detect the first final borderline and the second final borderline selects pixels having the maximum value among the differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels in the first inspection area as the first final borderline. It may include a command to detect as a borderline, and a command to detect pixels having the maximum value among the differences in brightness value (gray level) between neighboring pixels within the second inspection area as a second final borderline. there is.
  • the processor 200 may refer to 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. .
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • the processor 200 may execute at least one program command stored in the memory 100.
  • Figure 5 is a flowchart of a borderline detection method using a borderline detection device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a conceptual diagram of a borderline detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the border detection device 5000 may acquire a first electrode image (A) and a second electrode image (B) (S1000).
  • the first electrode image (A) and the second electrode image (B) may be images taken of the same electrode located at the same point.
  • the pixel brightness value of the uncoated area in the first electrode image (A) may be a preset first threshold value
  • the pixel brightness value of the uncoated area in the second electrode image (B) may be a preset second threshold value.
  • the border detection device 5000 may detect temporary border lines using the first electrode image (A) (S3000).
  • the border detection device 5000 can detect the first temporary border line L1 and the second temporary border line L2.
  • the first temporary border line (L1) may be a border line located on one side of the uncoated region on the first electrode image (A)
  • the second temporary border line (L2) may be located on the other side of the uncoated region on the first electrode image (A). It could be a boundary line.
  • the first temporary border line (L1) may be a border line located between the roll joint area and the uncoated area
  • the second temporary border line (L2) may be a border line located between the uncoated area and the electrode part. It can be.
  • the boundary detection device 5000 may detect the first temporary boundary line L1 and the second temporary boundary line L2 using a differential mask filter.
  • the differential mask filter may be a Sobel filter.
  • the boundary detection device 5000 uses a Sobel filter disclosed in [Equation 1] and [Equation 2] below to detect the first temporary boundary line L1 and the second boundary line from the first electrode image A. Pixel coordinate information of the temporary border lines (L2) can be obtained.
  • Gy y-direction partial differentiation mask
  • the border detection device 5000 selects the final border from the second electrode image (B) based on the pixel coordinate information of the first temporary border (L1) and the second temporary border (L2) detected from the first electrode image (A). Borderlines can be detected (S5000).
  • Figure 7 is a flowchart for explaining a method of detecting a final boundary line among the boundary line detection methods according to an embodiment of the present invention.
  • the border detection device 5000 may obtain virtual border lines from the second electrode image B (S5100).
  • the virtual boundaries (L1, L2 in FIG. 6 (B)) are the first temporary boundary line (L1 in FIG. 6 (A)) and the second temporary boundary line, obtained based on the first electrode image (A).
  • the boundary lines (L2 in FIG. 6 (A)) may be boundary lines corresponding to pixel coordinate information.
  • the border detection device 5000 may set an inspection area for detecting final border lines based on the first virtual border line and the second virtual border line in the second electrode image B (S5300).
  • the inspection area may include a first inspection area and a second inspection area.
  • the first inspection area may be an area with a predetermined gap D in the left and right directions, as shown in FIG. 6, based on the first virtual boundary line.
  • the second inspection area may be an area having a predetermined gap (D) in the left and right directions, respectively, based on the second virtual boundary line.
  • the predetermined interval (D) may be 40 Pixels.
  • the border detection device 5000 may obtain the final border lines FL1 and FL2 using the difference in gray level within the first inspection area and the second inspection area (S5500).
  • the border detection device 5000 obtains the first final border line (FL1) having the maximum value among the gray level differences within the first inspection area, based on the first virtual border line. You can.
  • the border detection device 5000 may obtain the second final border line FL2 having the maximum value among the gray level differences within the inspection area based on the second virtual border line.
  • the border detection device of the present invention can be used to detect the width of the uncoated region and the electrode region within the electrode by obtaining the final border lines (FL1, FL2) of the uncoated region from the second electrode image.
  • Figure 8 is an image showing the pixel coordinates of the second final boundary line of the boundary line detection device according to an experimental example of the present invention.
  • the edge detection device measures the final boundary line detection device according to the experimental example of the present invention. It can be confirmed that the borderline error is within 2 pixels.
  • the boundary line detection device and method acquires a first electrode image and a second electrode image with different brightness values in which the same electrode is photographed, and detects the boundary lines of the uncoated area obtained from the first electrode image. By detecting the final boundaries of the uncoated area from the second electrode image based on pixel coordinate information, the detection accuracy of the boundary line can be improved.
  • 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.
  • computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.
  • Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • 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.

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치 및 방법은, 동일 전극이 촬영된 서로 다른 밝기 값을 갖는 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하여, 제1 전극 이미지로부터 획득한 무지부의 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 바탕으로 제2 전극 이미지로부터 무지부의 최종 경계선들을 검출함으로써, 경계선의 검출 정확도가 향상될 수 있다.

Description

경계선 검출 장치 및 방법
본 출원은, 2022년 08월 31일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0109764호 및 2023년 08월 09일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2023-0103920호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 경계선 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 전극 이미지 상에서 무지부의 경계선들을 검출하는 경계선 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격이 상승하고, 환경오염에 대한 관심이 증폭되면서, 친환경 대체 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.
이차전지 중에서도 리튬 배터리는, 오늘날 환경 규제 및 고유가 이슈에 대한 대응책으로 모바일 응용 기기에서부터 자동차, 로봇, 에너지 저장 장치 등의 여러 산업 분야에 적용되고 있다.
이러한 리튬 배터리는 일반적으로, 전극 조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다.
이 중에서도 원통형 배터리는 전극 조립체가 전해액과 함께 전지 캔 내부에 삽입한 형태로 제공된다.
전극 조립체를 구성하는 전극은, 양극 및 음극 활물질이 코팅되어 있는 영역인 전극부 및 전극이 코팅되지 않은 영역인 무지부로 나뉠 수 있다.
일반적으로, 전극은, 슬리팅 공정 시, 전지 캔에 크기에 맞게 일정 크기로 절단된다.
이때, 전지 캔에 삽입되는 전극의 전극부 및 무지부 영역의 폭을 측정하여 전극을 균일하게 절단하기 위해서는, 전극부 및 무지부 영역을 구분하는 경계선을 명확하게 검출할 필요가 있다.
종래의 경계선 검출 장치는, 무지부의 명도 픽셀 값(Gray Value)이 255가 되도록, 카메라의 노출 값을 조절하여, 해당 카메라로부터 촬영된 전극 이미지를 바탕으로, 무지부의 경계선들을 검출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 종래의 경계선 검출 장치는, 전극 이미지로부터, 무지부의 단일 픽셀 밝기 값 대비 임계 값 이상 차이나는 밝기 값을 갖는 적어도 하나의 픽셀을 경계선으로 검출한다.
그러나, 종래의 경계선 검출 장치에 따르면, 무지부의 명도 픽셀 값(Gray Value) 설정 시, 전극 이미지 상의 경계선 위치가 실제 경계선의 위치와 다르게 왜곡될 수 있다. 이에 따라, 종래의 경계선 검출 장치는, 경계선을 오검출함으로써, 측정 정밀도가 저하되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 경계선 검출 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 경계선 검출 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은 경계선 검출 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 경계선 검출 장치는, 메모리 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 명령은, 동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하도록 하는 명령, 제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령, 및 상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령을 포함한다.
이때, 상기 제1 전극 이미지는, 상기 제1 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 기설정된 제1 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 이미지는, 상기 제2 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 상기 제1 임계값과 상이한 제2 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
한편, 상기 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령은, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역 양측에 위치하는 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령, 및 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령은, 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 일측에 위치하는 제1 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령, 및 상기 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 타측에 위치하는 제2 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터일 수 있다.
한편, 상기 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령은, 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 확인하여, 상기 제2 전극 이미지 상에 동일 지점에 위치하는 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 획득하도록 하는 명령, 및 상기 제1 가상 경계선 및 상기 제2 가상 경계선을 각각 기준으로 하는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 설정하여, 상기 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역으로부터 각각 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령은 상기 제1 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제1 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령, 및 상기 제2 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제2 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 경계선 검출 방법은, 동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하는 단계, 제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하는 단계 및 상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제1 전극 이미지는, 상기 제1 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 기설정된 제1 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 이미지는, 상기 제2 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 상기 제1 임계값과 상이한 제2 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
한편, 상기 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하는 단계는, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역 양측에 위치하는 임시 경계선들을 검출하는 단계 및 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 임시 경계선들을 검출하는 단계는, 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 일측에 위치하는 제1 임시 경계선을 검출하는 단계 및 상기 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 타측에 위치하는 제2 임시 경계선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터일 수 있다.
한편, 상기 최종 경계선들을 검출하는 단계는, 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 확인하여, 상기 제2 전극 이미지 상에 동일 지점에 위치하는 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 획득하는 단계 및 상기 제1 가상 경계선 및 상기 제2 가상 경계선을 각각 기준으로 하는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 설정하여, 상기 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역으로부터 각각 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하는 단계는 상기 제1 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제1 최종 경계선으로 검출하는 단계 및 상기 제2 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제2 최종 경계선으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 경계선 검출 시스템은, 노출값을 조정하여 동일 지점에 위치한 동일 전극을 서로 다른 밝기로 촬영하여 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 생성하는 카메라, 상기 카메라로부터 상기 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하여, 제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하고, 상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하는 경계선 검출 장치를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치 및 방법은, 동일 전극이 촬영된 서로 다른 밝기 값을 갖는 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하여, 제1 전극 이미지로부터 획득한 무지부의 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 바탕으로 제2 전극 이미지로부터 무지부의 최종 경계선들을 검출함으로써, 경계선의 검출 정확도가 향상될 수 있다.
도 1은 일반적인 경계선 검출 장치의 전극 이미지이다.
도 2는 일반적인 경계선 검출 장치의 명도 값 설정에 따른 경계선의 위치 변화 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치를 이용한 경계선 검출 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 방법의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 방법 중 최종 경계선을 검출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 경계선 검출 장치의 제2 최종 경계선의 픽셀 좌표를 표시한 이미지들이다.
1000: 카메라 5000: 경계선 검출 장치
100: 메모리 200: 프로세서
300: 송수신 장치 400: 입력 인터페이스 장치
500: 출력 인터페이스 장치 600: 저장 장치
700: 버스
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 여기서 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.
도 1은 일반적인 경계선 검출 장치의 전극 이미지이다.
도 1을 참조하면, 원통형 배터리에 적용되는 전극은, 롤 접합 영역, 전극부 및 무지부로 구분할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 롤 접합 영역은, 원통형 배터리의 롤(Roll)과 접합하는 영역일 수 있으며, 전극부는 음극 및 양극의 전극 활물질이 코팅된 영역일 수 있다. 또한, 무지부는 전극이 코팅되지 않은 영역일 수 있다.
슬리팅 공정에서는, 동일한 전지 스펙이 형성되도록 전극부 및 무지부의 폭이 산출되어, 오차 범위 이내로 일정하게 적용되도록 전극이 절단될 수 있다.
이에 따라, 전극부 및 무지부의 폭을 산출하기 위해서는, 롤 접합 영역, 전극부 영역 및 무지부 영역 사이의 경계를 명확히 검출해야 할 필요가 있다. 다시 말해, 무지부의 양측 경계를 명확히 검출할 필요가 있다.
일반적인 경계선 검출 장치는, 카메라로부터 획득된 전극 이미지를 바탕으로, 무지부의 경계를 검출한다.
이때, 카메라의 노출 값은, 상기 전극 이미지 상의 무지부의 명도 픽셀 값(Gray Value)이 특정 값을 갖 기설정될 수 있다. 이에 따라, 일반적인 경계선 검출 장치는, 전극 이미지 상에 기설정된 임계 밝기 값에 해당하는 픽셀을 경계선으로 검출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 종래의 경계선 검출 장치는, 카메라에 의해 무지부의 명도 픽셀 값(Gray Value)이 255가 되도록 노출 값을 조절하여 촬영된 전극 이미지를 바탕으로 무지부의 경계선들을 검출할 수 있다.
도 2는 일반적인 경계선 검출 장치의 명도 값 설정에 따른 경계선의 위치 변화 그래프이다.
도 2를 참조하면, 일반적인 경계선 검출 장치는, 전극 이미지를 바탕으로, 기설정된 임계 밝기 값에 해당하는 픽셀을 경계선으로 검출한다.
그러나, 일반적인 경계선 검출 장치는, 절연액의 조성 변경 등에 따른 세츄레이션 값이 변경될 경우, 무지부의 경계선 검출을 위한 임계 값의 재설정이 요구되는 단점이 있다.
이에 따라, 일반적인 경계선 검출 장치는, 무지부의 경계선들 위치를 오검출함으로써, 전극부 및 무지부의 폭 측정 시 정밀도가 저하되는 단점이 있다.
또한, 일반적인 경계선 검출 장치는, 임계 밝기 값의 변화에 따라 무지부의 경계선의 위치가 달라질 수 있다.
예를 들면, 임계 밝기 값이 50으로 정의되는 경우, 일반적인 경계선 검출 장치에 의해 검출되는 경계선과 실제 경계선의 위치 간 차이는, 약 3.6 Picxel일 수 있다.
다른 예를 들면, 임계 밝기 값이 100으로 정의되는 경우, 일반적인 경계선 검출 장치에 의해 검출되는 경계선과 실제 경계선의 위치 간 차이는, 약 4 Picxel일 수 있다.
또다른 예를 들면, 임계 밝기 값이 150으로 정의되는 경우, 일반적인 경계선 검출 장치에 의해 검출되는 경계선과 실제 경계선의 위치 간의 차이는, 약 5 Picxel일 수 있다.
본 발명은 이러한 기술적 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 카메라의 노출을 조정하여 서로 다른 밝기 값으로 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 이용하여 무지부의 경계선들을 검출하여, 경계선의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 시스템의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 경계선 검출 시스템은 카메라(1000) 및 경계선 검출 장치(5000)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 카메라(1000)는 전극 공정이 진행되는 현장에 설치될 수 있다. 다시 말해, 카메라(1000)는 복수의 전극들이 순차적으로 이동되는 설비에 고정 설치될 수 있다. 이에 따라, 카메라(1000)는 설비를 통과하는 복수의 전극들을 개별 촬영함으로써, 복수의 전극 이미지들을 획득할 수 있다.
한편, 카메라(1000)는 복수 개로 제공될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 카메라(1000)는, 동일 지점을 촬영하는, 제1 카메라(1100) 및 제2 카메라(1500)를 포함할 수 있다.
제1 카메라(1100) 및 제2 카메라(1500)는 서로 다른 노출 값을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 카메라(1100)의 노출 값은, 무지부의 픽셀 밝기 값이 제1 임계 값에 대응되도록 기설정될 수 있다. 이에 따라, 제1 카메라(1100)는 특정 지점을 통과하는 복수의 전극들을 촬영하여, 적어도 하나의 제1 전극 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 임계 값은 255일 수 있다.
또한, 제2 카메라(1500)의 노출 값은, 무지부의 픽셀 밝기 값이 제2 임계 값에 대응되도록 기설정될 수 있다. 이에 따라, 제2 카메라(1500)는 특정 지점을 통과하는 복수의 전극들을 촬영하여, 적어도 하나의 제2 전극 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 임계 값은 200일 수 있다.
다시 말해 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지는 동일 지점에서의 동일 전극을 촬영한 이미지들일 수 있다.
경계선 검출 장치(5000)는 적어도 하나의 카메라(1000)와 연동되어, 상기 카메라(1000)로부터 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득할 수 있다. 그러나, 경계선 검출 장치(5000)는 이에 국한되지 않고, 적어도 하나의 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 다양한 경로를 통해 획득할 수 있다.
이후, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 전극 이미지를 바탕으로 임시 경계선들을 검출하고, 검출된 임시 경계선들을 바탕으로 최종 경계선들을 검출할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치(5000)는 무지부의 경계선 검출 정확도가 향상되어, 무지부 및 전극부의 정밀한 폭 측정이 가능할 수 있다. 경계선 검출 장치(5000)의 구성에 대해서는 하기 도 4를 참조하여 보다 자세히 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치(5000)를 구성별로 보다 구체적으로 설명하면, 경계선 검출 장치는 메모리(100), 프로세서(200), 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500) 및 저장 장치(600)를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 경계선 검출 장치에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
상기 구성들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
이 중에서도 메모리(100)는, 프로세서(200)에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은, 동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하도록 하는 명령, 제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령, 및 상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령을 포함한다.
이때, 상기 제1 전극 이미지는, 상기 제1 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 기설정된 제1 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
또한, 상기 제2 전극 이미지는, 상기 제2 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 상기 제1 임계값과 상이한 제2 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지일 수 있다.
한편, 상기 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령은, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역 양측에 위치하는 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령, 및 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령은, 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 일측에 위치하는 제1 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령, 및 상기 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 타측에 위치하는 제2 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터일 수 있다.
한편, 상기 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령은, 상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 확인하여, 상기 제2 전극 이미지 상에 동일 지점에 위치하는 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 획득하도록 하는 명령, 및 상기 제1 가상 경계선 및 상기 제2 가상 경계선을 각각 기준으로 하는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 설정하여, 상기 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역으로부터 각각 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령은 상기 제1 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제1 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령, 및 상기 제2 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제2 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
한편, 프로세서(200)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치를 이용한 경계선 검출 방법의 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 방법의 개념도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 전극 이미지(A) 및 제2 전극 이미지(B)를 획득할 수 있다(S1000).
앞서 설명한 바와 같이, 제1 전극 이미지(A) 및 제2 전극 이미지(B)는 동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 이미지들일 수 있다.
이때, 제1 전극 이미지(A)에서의 무지부의 픽셀 밝기 값은 기설정된 제1 임계 값일 수 있으며, 제2 전극 이미지(B)에서의 무지부의 픽셀 밝기 값은 기설정된 제2 임계 값일 수 있다.
이후, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 전극 이미지(A)를 이용하여 임시 경계선들을 검출할 수 있다(S3000).
보다 구체적으로 설명하면, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 임시 경계선(L1) 및 제2 임시 경계선(L2)을 검출할 수 있다. 여기서, 제1 임시 경계선(L1)은 제1 전극 이미지(A) 상에서 무지부의 일측에 위치되는 경계선일 수 있으며, 제2 임시 경계선(L2)은 제1 전극 이미지(A) 상에서 무지부의 타측에 위치되는 경계선일 수 있다. 다시 말해, 제1 임시 경계선(L1)은 롤(Roll) 접합 영역 및 무지부 영역과 사이에 위치하는 경계선일 수 있으며, 제2 임시 경계선(L2)은 무지부 영역과 전극부 사이에 위치하는 경계선일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 경계선 검출 장치(5000)는 미분 마스크 필터에 의해 제1 임시 경계선(L1) 및 제2 임시 경계선(L2)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터일 수 있다.
예를 들어, 경계선 검출 장치(5000)는 하기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 개시된, 소벨 필터를 이용하여, 제1 전극 이미지(A)로부터 제1 임시 경계선(L1) 및 제2 임시 경계선(L2)들의 픽셀 좌표 정보를 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2023012877-appb-img-000001
Gx: x방향 편미분 마스크
Figure PCTKR2023012877-appb-img-000002
Gy: y방향 편미분 마스크
이후, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 전극 이미지(A)로부터 검출된 제1 임시 경계선(L1) 및 제2 임시 경계선(L2)들의 픽셀 좌표 정보를 바탕으로 제2 전극 이미지(B)로부터 최종 경계선들을 검출할 수 있다(S5000).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 방법 중 최종 경계선을 검출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 경계선 검출 장치(5000)는 제2 전극 이미지(B)로부터 가상 경계선들을 획득할 수 있다(S5100). 여기서, 가상 경계선들(도 6 (B)에서의 L1, L2)은, 제1 전극 이미지(A)를 기초로 획득한, 제1 임시 경계선(도 6 (A)에서의 L1) 및 제2 임시 경계선(도 6 (A)에서의 L2)들의 픽셀 좌표 정보에 대응하는 경계선들일 수 있다.
이후, 상기 경계선 검출 장치(5000)는 제2 전극 이미지(B) 내 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 기준으로, 최종 경계선들을 검출하기 위한 검사 영역을 설정할 수 있다(S5300).
실시예에 따르면, 검사 영역은, 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 포함할 수 있따. 제1 검사 영역은, 제1 가상 경계선을 기준으로, 도 6에서와 같이, 좌측 및 우측 방향으로 소정 간격(D)을 갖는 영역일 수 있다.
또한, 제2 검사 영역은 제2 가상 경계선을 기준으로 각각 좌측 및 우측 방향으로 소정 간격(D)를 갖는 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 소정 간격(D)은 40 Pixel일 수 있다.
이후, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역 내에서의 그레이 레벨(Gray level) 차이를 이용하여, 최종 경계선들(FL1, FL2)을 획득할 수 있다(S5500).
보다 구체적으로 설명하면, 경계선 검출 장치(5000)는 제1 가상 경계선을 기준으로, 상기 제1 검사 영역 내에서 그레이 레벨(Gray level) 차이 중 최대 값을 갖는 제1 최종 경계선(FL1)을 획득할 수 있다.
또한, 경계선 검출 장치(5000)는 제2 가상 경계선을 기준으로 상기 검사 영역 내에서 그레이 레벨(Gray level) 차이 중 최대 값을 갖는 제2 최종 경계선(FL2)을 획득할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 경계선 검출 장치는 제2 전극 이미지로부터 무지부의 최종 경계선들(FL1, FL2)을 획득함으로써, 전극 내 무지부 및 전극부 영역의 폭 검출 시 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 경계선 검출 장치의 제2 최종 경계선의 픽셀 좌표를 표시한 이미지들이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실험예에 따른 경계선 검출 장치는 제2 전극 이미지 상의 실제 경계선이 위치하는 픽셀 좌표가 5392 Pixel일 경우, 본 발명의 실험예에 따른 경계선 검출 장치에 의해 측정되는 최종 경계선의 오차가 2 Pixel 이내임을 확인할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치 및 방법을 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 경계선 검출 장치 및 방법은, 동일 전극이 촬영된, 서로 다른 밝기 값을 갖는 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하여, 제1 전극 이미지로부터 획득한 무지부의 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 바탕으로 제2 전극 이미지로부터 무지부의 최종 경계선들을 검출함으로써, 경계선의 검출 정확도가 향상될 수 있다
본 발명의 실시예 및 실험예에 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.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 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 (17)

  1. 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 장치로서,
    메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    적어도 하나의 명령은,
    동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하도록 하는 명령,
    제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령, 및
    상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령을 포함하는, 경계선 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극 이미지는,
    상기 제1 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 기설정된 제1 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지인, 경계선 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 전극 이미지는,
    상기 제2 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 상기 제1 임계값과상이한 제2 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지인, 경계선 검출 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하도록 하는 명령은,
    상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역 양측에 위치하는 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령, 및
    상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함하는, 경계선 검출 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 임시 경계선들을 검출하도록 하는 명령은,
    미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 일측에 위치하는 제1 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령, 및
    상기 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 타측에 위치하는 제2 임시 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함하는, 경계선 검출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터인, 경계선 검출 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 최종 경계선들을 검출하도록 하는 명령은,
    상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 확인하여, 상기 제2 전극 이미지 상에 동일 지점에 위치하는 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 획득하도록 하는 명령, 및
    상기 제1 가상 경계선 및 상기 제2 가상 경계선을 각각 기준으로 하는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 설정하여, 상기 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역으로부터 각각 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령을 포함하는, 경계선 검출 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하도록 하는 명령은,
    상기 제1 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제1 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령, 및
    상기 제2 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제2 최종 경계선으로 검출하도록 하는 명령을 포함하는, 경계선 검출 장치.
  9. 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 방법으로서,
    동일 지점에 위치한 동일 전극이 촬영된 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하는 단계;
    제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하는 단계를 포함하는, 경계선 검출 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 전극 이미지는,
    상기 제1 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 기설정된 제1 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지인, 경계선 검출 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 전극 이미지는,
    상기 제2 전극 이미지 내 무지부 영역의 픽셀 밝기 값이 상기 제1 임계값과 상이한 제2 임계값이 되도록 카메라의 노출값을 조정하여 촬영된 이미지인, 경계선 검출 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하는 단계는,
    상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역 양측에 위치하는 임시 경계선들을 검출하는 단계; 및
    상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 경계선 검출 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 임시 경계선들을 검출하는 단계는,
    미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 일측에 위치하는 제1 임시 경계선을 검출하는 단계; 및
    상기 미분 마스크 필터를 이용하여, 상기 제1 전극 이미지 상의 무지부 영역의 타측에 위치하는 제2 임시 경계선을 검출하는 단계를 포함하는, 경계선 검출 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 미분 마스크 필터는 소벨(Sobel) 필터인, 경계선 검출 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 최종 경계선들을 검출하는 단계는,
    상기 임시 경계선들의 픽셀 좌표 정보를 확인하여, 상기 제2 전극 이미지 상에 동일 지점에 위치하는 제1 가상 경계선 및 제2 가상 경계선을 획득하는 단계; 및
    상기 제1 가상 경계선 및 상기 제2 가상 경계선을 각각 기준으로 하는 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역을 설정하여, 상기 제1 검사 영역 및 제2 검사 영역으로부터 각각 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하는 단계를 포함하는, 경계선 검출 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 최종 경계선 및 제2 최종 경계선을 검출하는 단계는,
    상기 제1 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제1 최종 경계선으로 검출하는 단계; 및
    상기 제2 검사 영역 내에서 서로 이웃하는 픽셀과의 명도 밝기 값(Gray Level)의 차이 중 최대 값을 갖는 픽셀들을 제2 최종 경계선으로 검출하는 단계를 포함하는, 경계선 검출 방법.
  17. 배터리 전극 내부의 무지부 영역의 경계선들을 검출하는 시스템으로서,
    노출값을 조정하여 동일 지점에 위치한 동일 전극을 서로 다른 밝기로 촬영하여 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 생성하는 카메라; 및
    상기 카메라로부터 상기 제1 전극 이미지 및 제2 전극 이미지를 획득하여, 제1 전극 이미지로부터 상기 전극 내 무지부 양측의 임시 경계선들의 픽셀 정보를 검출하고, 상기 픽셀 정보를 바탕으로 상기 제2 전극 이미지로부터 상기 무지부 양측의 최종 경계선들을 검출하는 경계선 검출 장치를 포함하는, 경계선 검출 시스템.
PCT/KR2023/012877 2022-08-31 2023-08-30 경계선 검출 장치 및 방법 WO2024049196A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220109764 2022-08-31
KR10-2022-0109764 2022-08-31
KR1020230103920A KR20240031047A (ko) 2022-08-31 2023-08-09 경계선 검출 장치 및 방법
KR10-2023-0103920 2023-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024049196A1 true WO2024049196A1 (ko) 2024-03-07

Family

ID=90098278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/012877 WO2024049196A1 (ko) 2022-08-31 2023-08-30 경계선 검출 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024049196A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0141308B1 (ko) * 1994-07-29 1998-06-15 배순훈 경계검출방법 및 장치
JP2010025799A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Toyota Motor Corp 被膜の境界を検出する装置
KR20140136138A (ko) * 2013-05-20 2014-11-28 삼성전자주식회사 가중치를 두어 블러링을 수행하는 전자 장치 및 방법
KR20220034496A (ko) * 2020-09-11 2022-03-18 주토스주식회사 2차 전지 극판 코팅 패턴 길이 측정 장치
KR20220048191A (ko) * 2020-10-12 2022-04-19 주식회사 엘지화학 양극 활물질의 형상 분석 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0141308B1 (ko) * 1994-07-29 1998-06-15 배순훈 경계검출방법 및 장치
JP2010025799A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Toyota Motor Corp 被膜の境界を検出する装置
KR20140136138A (ko) * 2013-05-20 2014-11-28 삼성전자주식회사 가중치를 두어 블러링을 수행하는 전자 장치 및 방법
KR20220034496A (ko) * 2020-09-11 2022-03-18 주토스주식회사 2차 전지 극판 코팅 패턴 길이 측정 장치
KR20220048191A (ko) * 2020-10-12 2022-04-19 주식회사 엘지화학 양극 활물질의 형상 분석 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014163375A1 (ko) 기판의 이물질 검사방법
WO2012050378A2 (ko) 기판 검사방법
WO2018143506A1 (ko) 반도체 또는 디스플레이 시스템 분야에서 사용되는 이송 위치 측정용 테스트 더미 및 상기 반도체 또는 디스플레이 시스템 분야에서 사용되는 이송 위치 측정용 테스트 더미를 이용한 정밀 이송 측정 방법
JPH03191600A (ja) 検査方法、並びに検査プログラムデータの自動作成機能を有する検査装置
WO2024049196A1 (ko) 경계선 검출 장치 및 방법
WO2019022551A1 (ko) 광학필름 결함 검출 장치 및 광학필름 결함 검출 방법
WO2017082496A1 (ko) 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 정렬장비
WO2022145905A1 (ko) 전극시트의 불량 검출 시스템
WO2018131737A1 (ko) 불량 패널 검사 장치
CN110658215B (zh) 一种基于机器视觉的pcb板自动拼接检测方法与装置
WO2014035050A1 (ko) 영상 밝기 조절 방법 및 그 장치와, 스테레오 카메라
US8055056B2 (en) Method of detecting defects of patterns on a semiconductor substrate and apparatus for performing the same
CN116359131A (zh) 极片缺陷检测系统的标定方法及极片缺陷检测系统
WO2024049201A1 (ko) 배터리 전극 검사 장치 및 방법
WO2015199269A1 (ko) 웨이퍼 다이의 마킹방법
WO2024049199A1 (ko) 학습 모델 기반의 치수 측정 장치 및 방법
WO2022240207A1 (ko) 차량번호 인식을 위한 번호판 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 번호판 이미지 보정 방법
WO2018038300A1 (ko) 이미지 제공 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR101126759B1 (ko) 칩 마운터의 부품 정보 티칭방법
WO2017007047A1 (ko) 불규칙 비교를 이용하는 공간적 깊이 불균일성 보상 방법 및 장치
WO2015147502A1 (ko) 솔더 프린트 장치, 솔더 검사장치 및 솔더 검사장치 시스템의 패드 정보 보정방법
KR20240031047A (ko) 경계선 검출 장치 및 방법
WO2024075906A1 (ko) 이미지 처리 장치, 이미지 처리 시스템 및 이미지 처리 방법
CN111862198A (zh) 图像处理装置、图像处理方法以及机器人系统
WO2022231373A1 (en) Methods and systems of image based robot alignment

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23860872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1