[发明专利]一种基于机器视觉的纽扣电池负极壳缺陷检测方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的纽扣电池负极壳缺陷检测方法，其特征在于，负极壳出料反面朝上有序地经过一号工位、二号工位、三号工位进行缺陷检测，然后进入翻转流槽，正面朝上依次经过四号工位、五号工位进行缺陷检测；一号工位用于纽扣电池负极壳反面密封圈胶体缺陷检测；二号工位用于纽扣电池负极壳反面金属面和密封圈的缺陷检测；三号工位用于纽扣电池负极壳反面内缺胶、外缺胶缺陷检测；四号工位用于纽扣电池负极壳正面密封圈胶体和金属面的缺陷检测；五号工位用于纽扣电池负极壳正面外打点和压伤缺陷检测；

一号工位的检测包括以下步骤：

步骤11、在一号工位采用环形光源，通过相机采集图像；对所采集的图像进行二值化处理及区域生长进行负极壳的定位；

步骤12、通过边缘提取算法，提取负极壳密封圈的内边缘轮廓和外边缘轮廓，获取负极壳密封圈的内边缘轮廓点、外边缘轮廓点信息；

步骤13、对所获取的外边缘轮廓点进行圆拟合，得到负极壳的中心点(x_out,y_out)、半径R_out以及负极壳密封圈的圆度误差P；

步骤14、将负极壳半径与设定半径参数R0进行比较，根据比较结果判断为口飞边缺陷，缺胶或白盖负极壳缺陷；

步骤15、利用计算得到的圆度误差P,设定判断阈值e0，若圆度误差P高于设定的判断阈值则判断负极壳存在密封圈变形缺陷；

步骤16、利用负极壳内边缘轮廓点计算内沿的中心点(x_in,y_in)、半径R_in，并对负极壳反面负极钢壳区域进行分割；

步骤17、计算负极壳反面负极钢壳图像灰度均匀度，判断负极钢壳区域灰度分布是否均匀，若不均匀判断为空膜负极壳，否则负极壳进入二号工位进行检测；

二号工位的检测包括以下步骤：

步骤21、在二号工位采用同轴光源，通过相机采集图像；对所采集的图像进行二值化处理及区域生长进行负极壳的定位；

步骤22、通过边缘提取算法，提取负极壳密封圈的内边缘轮廓，获取负极壳密封圈的内边缘轮廓点信息；

步骤23、对提取到的内边缘轮廓点进行圆拟合，得到负极壳内边缘的中心点(x_in,y_in)、半径R_in以及圆度误差P；

步骤24、将圆度误差P与设定判断阈值e0进行比较，若圆度误差大于设定判断阈值则判断负极壳存在缺陷；

步骤25、求取半径R_in与设定半径参数R0的差值，根据差值进一步判断负极壳所存在的缺陷为缺胶负极壳或内飞边；

步骤26、根据负极壳的边缘轮廓信息，分割目标区域图像；

步骤27、计算负极壳反面负极钢壳区域图像的灰度均匀度，计算负极钢壳区域灰度的直方图，分析灰度的分布情况，计算灰度平均值Gray_avg，判断图像灰度分布是否正常，若图像灰度分布不正常，则判断存在油污缺陷；

三号工位的检测包括以下步骤：

步骤31、在三号工位采用低角度环形光和超广角镜头，通过相机采集图像；对所采集的图像进行二值化处理及区域生长进行负极壳的定位；

步骤32、通过边缘提取算法，提取负极壳密封圈的内边缘轮廓，获取负极壳密封圈的内边缘轮廓点信息；

步骤33、对提取到的内边缘轮廓点进行圆拟合，得到负极壳的中心点(x_in,y_in)、半径R_in和圆度误差P；

步骤34、计算所求得的半径R_in和设定半径参数R0的差值，若差值超过预设数值范围b0，则判断为外缺胶负极壳，否则分割密封圈图像；

步骤35、判断所分割的密封圈图像的灰度值是否均匀，若不均匀则判断为内缺胶负极壳，否则负极壳进入四号工位；

四号工位的检测包括以下步骤：

步骤41、在四号工位采用低角度同轴光，通过相机采集图像；对所采集的图像进行二值化处理及区域生长进行负极壳的定位，利用求重心算法，得到密封圈的中心点(x1,y1)和半径R1；

步骤42、通过边缘提取算法，提取负极壳密封圈的内、外边缘轮廓，获取负极壳密封圈的内边缘轮廓点和外边缘轮廓点信息；

步骤43、对提取到的外边缘轮廓点进行圆拟合，得到负极壳的中心点(x_out,y_out)、半径R_out以及圆度误差P；

步骤44、根据圆度误差P,设定判断阈值e0，若圆度误差大于判断阈值则转入步骤45，否则转入步骤46；

步骤45、将步骤43所求取的半径R_out和设定半径参数R0做对比，若半径R_out与设定半径参数R0的差值超过预设范围b0，则判断为外缺胶缺陷；

步骤46、根据负极壳的边缘轮廓点信息分割密封圈图像，得到负极壳正面负极钢壳区域图像；

步骤47、判断所分割的负极钢壳图像的灰度值是否均匀，若不均匀则判断为外打点、油污负极壳；

步骤48、对中心点为(x1,y1)和半径为0.88*R1的圆形区域进行边缘提取，获得负极壳的边缘信息，若边缘信息中存在明显的边缘，则判断为划痕和压伤缺陷，否则进入五号工位；

五号工位的检测包括以下步骤：

步骤51、在五号工位采用设置在负极壳侧面的倾斜条形光源，通过相机采集图像；对所采集的图像进行二值化处理及区域生长进行负极壳上沿的定位；

步骤52、对负极壳上沿进行椭圆拟合，得到负极壳的目标区域图像，根据最小二乘法拟合椭圆方程，计算得到负极壳中心坐标(x1,y1)；

步骤53、利用椭圆方程和中心坐标(x1,y1)分割椭圆形负极壳目标区域图像；

步骤54、计算负极壳目标区域图像的灰度平均值，并根据灰度平均值判断负极壳是否存在压伤或外打点缺陷。