[发明专利]一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法

说明书

本发明公开了一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法，包括步骤a至步骤g。本发明：1、单目视觉极耳错位检测方法基于透视投影相机模型，拍照方案简单，无需远心镜头或长焦镜头，成本低且节约空间，例如，相同视野条件下，本发明所需采用的镜头通常比基于弱透视投影相机模型方法所需的长焦镜头工作距离短约50％，比基于正交投影相机模型方法所需的远心镜头工作距离短约80％且成本低约98％。2、实现了单相机条件下三维目标距离测量，计算模型与实际情况高度吻合。3、将单目极耳到电芯侧边距离3维测量问题大为简化，方法易于理解和实现。

技术领域

本发明涉及一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法，属于电池生产技术领域。

背景技术

在动力电池生产领域，卷绕工艺是方形电芯的主流工艺。卷绕工艺中，先对极片进行模切，然后将阴极极片、阳极极片、两层隔离膜按“隔离膜-阴极极片-隔离膜-阳极极片”的顺序在卷针上卷绕贴合完成。在电芯卷绕过程中，若物料厚度与标准厚度不一致，会导致极耳错位，影响裸电芯后段工序的装配及焊接过流能力。

目前电芯极耳错位检测总体概括为2步：1、测量“极耳到电芯侧边距离”；2、检查“极耳到电芯侧边距离”是否在于规定的合格范围内，据此判断是否属于极耳错位缺陷。

这2步是电池生产厂对极耳错位检测的标准要求和定义，“极耳错位缺陷”在概念上就是定义在“极耳到电芯侧边距离”这个概念上的，没有不测量“极耳到电芯侧边距离”的“极耳错位缺陷检测”方法。其中，“极耳到电芯侧边距离”属于“极耳错位缺陷检测”的定义而非方法。“极耳错位缺陷”的定义是“极耳到电芯侧边距离”超出了规定范围。

参见图1，现有技术中相同视野(140mm×117mm)不同镜头参数比较示意图。当前裸电芯极耳错位检测的关键问题是测量极耳到电芯边缘的距离。单目视觉距离测量常见方法有2种，一种基于正交投影相机模型，基于正交投影相机模型的方法要求使用远心镜头，测量精度高，但远心镜头尺寸大、成本高、视野小，不适于极耳错位检测。

另一种基于弱透视投影相机模型。参见对比文件1，申请公告号CN107941805A的发明专利公开一种“电芯质量检测方法”。属于基于弱透视投影相机模型的方法，它假设测量目标位于同一深度平面，忽视了相机拍摄的透视效果(近大远小)，因此本质上是一种近似计算。文件1公开的方法要想达到比较准确的距离测量，需要比较长的拍摄距离和长焦镜头以减轻透视效果，占用比较大的空间，或需要增加相机数量。

为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动力电池裸电芯极耳错位缺陷单目视觉检测方法，所述方法包括：

步骤a，通过标定确定图像平面中主点坐标o(u₀，v₀)，以及相机空间中裸电芯主体两侧边缘位置所在深度平面的坐标转换系数k₁、极耳顶部所在深度平面坐标转换系数k₂和极耳底部所在深度平面坐标转换系数k₃；

步骤b，利用相机对裸电芯拍摄图像；

步骤c，利用视觉算法分析裸电芯图像，定位出极耳内/外侧边缘点图像坐标p₁：(u₁，v₁)和对应裸电芯主体边缘点图像坐标p₂：(u₂，v₂)，确定极耳边缘点是位于顶层还是底层；

步骤d，根据图像坐标到相机空间xy坐标转换公式和利用裸电芯主体边缘点图像坐标p₁和坐标转换系数k₁计算出对应的相机空间中xy坐标