基于机器视觉的锂电池封边缺陷检测

目前，对于电池缺陷检测的传统方法是人工测量和判断机器视觉的检测系统可以克服人工检测的缺点，如电池检测结果受检测人员主观意愿、情绪、视觉疲劳等人为因素的影响，从而使检测结果标准、可量化，提高整个生产系统的自动化程度；既节约了人力成本，也避免人为统计数据所带来的错误。

其中，如何突出缺陷、提取有用信息是视觉处理难点所在 ? ?今天和大家分享锂电池封边缺陷检测的案例，在锂电池的实际生产中为防止电池漏液，造成安全事故，锂电池封边检测应做到： ? ?1、检测电池是否封边完好； ? ?2、封边到电池边缘的距离，以及是否存在褶皱。

一、难点检测 ? ?工件有银色、黑色2种颜色，银色工件反光性较强，要求光源的均匀性比较好，在检测褶皱时易与背景区分二、视觉检测硬件系统 ? ?实验环境采用自行搭建的模拟现场环境如图3所示：实验采用的视觉检测系统主要由相机、镜头及光源组成。

相机分辨率为3840x2748像素镜头采用高清晰1000万像素级定焦镜头（OPT-C3514-10M），镜头工作距离为540±5mm，视场100mmx75mm实际运用中，光源需采用高角度进行打光，采用了OPT-RI系列环形光源OPT-RI18000-R与OPT-RI10015-R相结合打光，突出锂电池的三维信息，有效解决对角照射阴影问题，也能克服光源亮度不够的情况，光源的均匀性可以得到保证。

同时采用OPT-LI系列OPT-LI21222-W条形光源，从侧面进行打光可增强褶皱与背景之间的对比度，更好的突出缺陷部分OPT视觉检测硬件系统可嵌入式的安装在所需检测工位上，基本无需对原有设备进行改造。

▲图3锂电池缺陷检测示意图三、获取图像获取图像要点： ? ?1、需抓取电池封边的上边缘与电池上边缘，通过测量两者之间的间距，来判断封边是否有偏移（如图4所示）； ? ?2、需抓取电池封边上的褶皱，来判断是否封边完好（如图5所示）。

四、软件检测说明 ? ?OPT旗下品牌SCI的SciSmart智能视觉软件是基于Windows系统的图像处理软件，具有图形化操作界面，包含多种图像处理功能，可对图像内容进行多种运算以及叠加处理，使其达到理想效果。

4.1检测封边距离 ? ?锂电池封边检测时，受到各种褶皱影响局部反光效果不均匀，因此普通软件方法检测距离时容易受到平整度和背景整洁度的影响通过SciSmart智能视觉软件各种图像算法叠加可将干扰因素过滤，只保留需要的部分。

检测结果如图：4.2褶皱检测 ? ?因褶皱检测特征相对边缘不够明显，干扰因素更多，检测难度较大但通过SciSmart智能视觉软件合理的图像运算叠加，可得到需要的图像效果，甚至在特征不明显时也可将其突显出来。

由于打光效果差异，产品图像效果整体趋向于平面化，褶皱相较于其他打光方式更为明显，经SciSmart智能视觉软件合理的图像处理运算，褶皱部位显示为黑色连通的钟乳石效果，检测其连通性即可判断褶皱 ? ?本文主要以锂电池进行作为实验对象，结合SciSmart智能视觉软件，完成对锂电池封边缺陷检测。

通过仿真确定以中值滤波为基础的各种解决方法深入研究了图像的处理算法，其中包括图像提取、中值滤波、二值化等步骤最后通过边缘模板匹配的相似度值对比，检测到锂电池的封边是否偏移、判断褶皱等问题该方法还可用于其他行业对缺陷进行检测的项目中。

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