[发明专利]一种用于锂电池极片毛刺在线检测方法及系统

权利要求书

1.一种用于锂电池极片毛刺在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过选型方法和布局方法选择和安装采集装置，并通过参数计算方法对采集装置进行参数设置；所述采集装置包括相机、镜头和光源，相机的ROI设置方法如下：

设置ROI宽度为图像全画幅宽度，把ROI高度设为200-1000，根据抖动情况，以覆盖极片毛刺的范围为准；

S2、实时采集极片毛刺图像，通过毛刺检测算法检测毛刺位置，计算毛刺高度；

S3、定时检测产线运行状态，如果检测到从停止开始启动，则通过液态镜头执行一次自动聚焦；

S4、根据检测结果发出报警信号或者控制信号，步骤S3中，检测的方法包括：

S31、将采集的图像自适应二值化阈值，所述二值化阈值的确定方法为：计算图像上部的灰度均值，如果灰度均值小于127，则取较小的值，如果灰度均值大于127则取较大的值；

S32、对步骤S31中处理后的图像，计算水平投影；

S33、计算毛刺的上下边界：根据步骤S32的结果，求水平投影的最大值及其位置，取最大值乘以系数作为自适应阈值，从该位置分别向上、向下寻找投影小于该阈值的行，作为上下边界；

S34、对步骤S31中处理后的图像，在上下边界范围内，计算垂直投影；

S35、根据步骤S34的结果，按设定斜率和步长参数寻找波峰；

S36、在寻找到的波峰的邻域内，计算步骤S34垂直投影的均值；

S37、根据步骤S34的基准，运用亚像素方法，计算波峰高度，作为毛刺高度；若毛刺高度大于设定阈值，则认为该处是毛刺；

S38、判断产线停止：对相邻两帧二值图进行逻辑异或操作，若白色像素点占比小于设定值，则认为产线停止，否则认为产线运行；

S39、若检测到产线从停止切换到运行状态，则通过液态镜头执行一次自动聚焦；

S40、所述步骤S39中自动聚焦方法：在设定的区间内，软件控制液态镜头按设定的步长依次变焦并拍照，通过FFT算法计算图像清晰度，选择清晰度最大的位置，作为最佳聚焦位置，所述布局方法中，根据采集极片的纵向毛刺或横向毛刺设置所述相机布局安装位置，使所述相机芯片的宽边与极片的水平轴线平行，所述布局方法中，若采集纵向毛刺，则相机光轴和镜头均平行于极片平面，纵向毛刺光源的入射光从极片单侧或左右两侧斜射到极片的拍摄位置，所述布局方法中，若采集横向毛刺，则相机光轴和镜头均垂直于极片平面，横向毛刺光源包括射出正光的正光源和射出背光的背光源，所述正光源从镜头的同轴入射，所述背光源从极片相对于相机的另一侧入射，所述选型方法包括选择全局曝光的COMS芯片的面阵工业相机，像素精度小于2.5um，像元尺寸小于4.8um，最小曝光时间小于8us。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池极片毛刺在线检测方法，其特征在于：步骤S1中，通过参数计算方法设置相机的帧率和曝光时间、相机增益，所述参数计算方法包括：

通过像素精度计算方法得到像素精度p，公式为：

p=c/x，

其中，相机像元尺寸c、镜头倍率x，像素精度p；

通过相机帧率计算方法得到相机帧率fps，公式为：

fps=v/(p*w)，

其中，相机宽度w，产线速度v，相机帧率fps；

通过相机曝光时间计算方法得到相机曝光时间t，公式为：

t=c/x/v，

其中，设相机像元尺寸c、镜头倍率x，产线速度v，相机曝光时间t；

设置相机增益，使画面的高亮像素点个数占全部像素个数的比例超过设定比例为准，使高亮像素的灰度值大于设定值。

3.根据权利要求1中所述的一种用于锂电池极片毛刺在线检测方法，其特征在于：步骤S1之前，根据产线现场情况，架设用于防止采集时抖动的辅助硬件。

4.根据权利要求3所述的一种用于锂电池极片毛刺在线检测方法，其特征在于：所述辅助硬件的架设方法包括：

若纵向抖动超过镜头景深，则在待检测处加装恒张力控制系统；

若横向抖动超过镜头景深，则在待检测处加装纠偏系统。

5.一种基于权利要求1所述锂电池极片毛刺在线检测方法的系统，其特征在于：包括：

参数计算模块，用于根据产线速度和锂电池毛刺检测标准通过参数计算方法确定采集装置的运行参数；

图像采集模块，通过采集装置获取极片毛刺图像；

检测模块，用于将图像采集模块中的图像通过检测方法获得检测结果；

预警模块，用于将检测模块中的检测结果，根据预设模式发送预警信息；

控制模块，用于将检测模块中的检测结果执行打标或控制产线动作；

自动聚焦模块：用于在极片到所述相机的距离变动时，使图像采集模块中采集的成像达到预设值。