文/董文浩

1 前言

鋰電池在注液封殼后生產(chǎn)的過程中主要有預充、化成、OCV、分容、等級分選等幾個工序。電池在使用托盤進行自動化生產(chǎn)時，會對托盤中的每個電池做相同的工步。而每一批次的電池，最后一盤（尾盤）一般都不能裝滿整個托盤，甚至可能尾盤中只裝了幾個電池。如果對托盤中的空位也進行OCV、分選等操作，會增加不必要的工時，電池空位也會被當作不合格電池，不僅浪費大量的時間，降低了生產(chǎn)效率，也會造成電池生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計不準。

圓柱狀的鋰電池在自動化生產(chǎn)過程中是擺放在電池托盤中來對電池做充放電的。自動化生產(chǎn)過程的很多環(huán)節(jié)需要托盤中電池的數(shù)量以及電池托盤中電池的位置信息。傳統(tǒng)的檢測方法是使用傳感器來檢測電池在位信息。這種檢測方法不但成本高，而且檢測效率低。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)方案說明

系統(tǒng)結(jié)構圖如圖1所示。

裝著電池的托盤在自動傳送帶上行進，當托盤經(jīng)過圖像采集工位時，將觸動行程開關，行程開關將給出中斷信號到圖像采集處理模塊，圖像采集處理模塊收到中斷信號后，開始采集托盤的圖像數(shù)據(jù)，然后圖像進行灰度化、二值化、腐蝕膨脹預處理，得到電池的圖像，獲取到托盤中電池的數(shù)量。圖像采集處理模塊根據(jù)電池在圖像中的位置信息，計算出電池在托盤中的位置信息，將托盤中電池的數(shù)量及位置信息通過網(wǎng)絡上報給控制電池生產(chǎn)的中控系統(tǒng)，以便中控系統(tǒng)根據(jù)這些信息來對電池生產(chǎn)的其他工序進行調(diào)度。

圖1：系統(tǒng)結(jié)構示意圖

圖2：采集到的原始圖像

圖3：閥值分割出電池圖像

圖4：處理后的電池圖像

圖5：圖像處理流程框圖

圖像采集處理模塊采用基于ARM的嵌入式系統(tǒng)，安裝于自動流水線的下方。攝像頭采用工業(yè)及高清攝像頭。攝像頭固定在支架上的夾具上，可以通過調(diào)節(jié)夾具來靈活調(diào)節(jié)攝像頭的高度和拍攝角度，使圖像采集時，攝像頭的位置滿足圖像采集的需要。圖像采集處理模塊通過網(wǎng)絡與安裝有中控軟件的工業(yè)控制電腦通信。

3 圖像處理流程

圖像采集模塊采集到托盤及電池的圖像后，先將圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，然后使用大律閥值分割法將圖像進行二值化，然后對圖像進行腐蝕膨脹處理，去除孤立的雜散點干擾像素點。

最后獲取圖像中的連通區(qū)域，并根據(jù)連通區(qū)域的面積進行過濾，將大的非電池圖像的干擾圖像去除，只保留電池的圖像。根據(jù)連通區(qū)域的個數(shù)可以獲取到電池的個數(shù)，根據(jù)連通區(qū)域在圖像中的坐標信息，可以得到電池在托盤中的位置。圖像處理的過程如圖2、圖3、圖4所示。

圖像處理流程框圖如圖5所示。

4 結(jié)論

經(jīng)實驗驗證，本文提出的基于機器視覺技術的電池在位信息檢測方法及裝置，檢測效率高、檢測準確率高，可以滿足電池生產(chǎn)時，對托盤中電池位置及數(shù)量信息在線檢測的需求。