圆柱形锂电池圆周面缺陷在线检测方法研究
发布时间：2024-05-30 02:25
圆柱形锂电池是锂电池的一种,其工艺成熟、自动化程度高、产品品质稳定、成本相对较低,因此市场占有率非常高、应用范围比较广泛。而在生产过程中,电池表面不可避免地会出现各种缺陷,影响产品的质量以及电池组的装配。目前电池的表面缺陷主要依靠人工检测,而人工检测效率低、漏检率高,难以满足自动化生产的需求。因此根据合作企业的要求,本文设计了锂电池圆周面缺陷检测系统,实现了条形码、二维码的定位以及凹坑缺陷的检测。本文介绍了圆周面缺陷种类,并对缺陷的形成原因进行分析,同时分析系统的检测重点和难点,并对检测系统的总体设计方案进行介绍。根据检测设备的要求设计硬件成像系统,根据具体检测需求选择合适的相机、镜头和光源,通过实验确定了成像设备参数,根据浅凹坑成像实验效果对光源空间位置进行设计,根据二维码的识别结果确定相机的最佳拍照次数,根据拍照方案对触发装置和相机外触发电路进行设计。根据现场需求,本文设计了锂电池表面缺陷检测系统的人机交互界面:通过多线程架构实现了图像采集模块、算法检测模块的设计,通过Socket网络通信实现了缺陷检测系统与运动控制系统的数据交互,完成了多工位的结果汇总及发送。图像预处理部分介绍了...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及意义
1.2 课题研究目的
1.3 国内外研究现状
1.3.1 条形码定位方法研究现状
1.3.2 二维码定位方法研究现状
1.3.3 表面凹坑缺陷检测方法研究现状
1.4 课题主要研究内容
1.5 论文结构安排
第2章 检测系统分析及总体方案设计
2.1 圆柱形锂电池缺陷说明
2.2 锂电池圆周面检测区域划分
2.3 技术指标和锂电池尺寸
2.3.1 技术指标
2.3.2 覆膜圆柱形锂电池的外观尺寸
2.4 检测重点和难点分析
2.5 检测方案总体设计
2.5.1 系统模块划分
2.5.2 模块功能概述
2.6 本章小结
第3章 锂电池圆周面缺陷检测硬件设计方案
3.1 硬件系统整体组成与运行过程
3.1.1 硬件系统整体组成
3.1.2 硬件系统运行过程
3.2 锂电池圆周面成像系统方案设计
3.2.1 相机的选型
3.2.2 镜头的选型
3.2.3 光源的选型
3.2.4 光源空间位置设计
3.2.5 成像设备参数选择
3.2.6 相机拍照次数方案设计
3.2.7 触发装置设计
3.2.8 相机外触发电路设计
3.3 本章小结
第4章 圆柱形锂电池表面缺陷检测系统软件设计
4.1 人机交互界面设计
4.2 多线程架构设计
4.3 图像采集模块
4.4 缺陷检测算法模块设计
4.5 结果汇总模块
4.6 通信模块
4.6.1 网络通信唯一标识
4.6.2 基于Socket编程接口的网络通信原理
4.6.3 Socket网络通信实现
4.7 锂电池圆周面图库的建立
4.8 本章小结
第5章 锂电池圆周面预处理及条形码与二维码的定位
5.1 图像分辨率的计算
5.2 预处理
5.2.1 获取灰度图像方法
5.2.2 提取锂电池区域方法
5.2.3 提取字符区域方法
5.3 条形码定位方法研究
5.3.1 条形码简介
5.3.2 条形码的定位
5.4 二维码定位方法研究
5.4.1 二维码简介
5.4.2 二维码的定位
5.5 本章小结
第6章 锂电池圆周面凹坑缺陷检测方法研究
6.1 缺陷及干扰特征描述
6.1.1 凹坑缺陷特征描述
6.1.2 干扰特征描述
6.2 基于密度检测的凹坑缺陷检测
6.2.1 凹坑缺陷有效区域ROI
6.2.2 特征点的提取
6.2.3 基于九宫格的密度检测方法
6.3 基于高斯梯度卷积和灰度特征的凹坑缺陷检测
6.3.1 基于高斯梯度卷积的图像增强
6.3.2 基于3σ准则的凹坑缺陷初步定位
6.3.3 基于多区域均值差异法排除脏污
6.3.4 基于灰度均值差异法区分明显凹坑和浅凹坑
6.3.5 基于面积最大区域的位置差异法区分较浅凹坑和较浅脏污
6.4 本章小结
第7章 综合测试及结果分析
7.1 条形码和二维码的测试与分析
7.2 凹坑算法测试与结果分析
7.3 检测系统整体运行时间统计
第8章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3984433
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及意义
1.2 课题研究目的
1.3 国内外研究现状
1.3.1 条形码定位方法研究现状
1.3.2 二维码定位方法研究现状
1.3.3 表面凹坑缺陷检测方法研究现状
1.4 课题主要研究内容
1.5 论文结构安排
第2章 检测系统分析及总体方案设计
2.1 圆柱形锂电池缺陷说明
2.2 锂电池圆周面检测区域划分
2.3 技术指标和锂电池尺寸
2.3.1 技术指标
2.3.2 覆膜圆柱形锂电池的外观尺寸
2.4 检测重点和难点分析
2.5 检测方案总体设计
2.5.1 系统模块划分
2.5.2 模块功能概述
2.6 本章小结
第3章 锂电池圆周面缺陷检测硬件设计方案
3.1 硬件系统整体组成与运行过程
3.1.1 硬件系统整体组成
3.1.2 硬件系统运行过程
3.2 锂电池圆周面成像系统方案设计
3.2.1 相机的选型
3.2.2 镜头的选型
3.2.3 光源的选型
3.2.4 光源空间位置设计
3.2.5 成像设备参数选择
3.2.6 相机拍照次数方案设计
3.2.7 触发装置设计
3.2.8 相机外触发电路设计
3.3 本章小结
第4章 圆柱形锂电池表面缺陷检测系统软件设计
4.1 人机交互界面设计
4.2 多线程架构设计
4.3 图像采集模块
4.4 缺陷检测算法模块设计
4.5 结果汇总模块
4.6 通信模块
4.6.1 网络通信唯一标识
4.6.2 基于Socket编程接口的网络通信原理
4.6.3 Socket网络通信实现
4.7 锂电池圆周面图库的建立
4.8 本章小结
第5章 锂电池圆周面预处理及条形码与二维码的定位
5.1 图像分辨率的计算
5.2 预处理
5.2.1 获取灰度图像方法
5.2.2 提取锂电池区域方法
5.2.3 提取字符区域方法
5.3 条形码定位方法研究
5.3.1 条形码简介
5.3.2 条形码的定位
5.4 二维码定位方法研究
5.4.1 二维码简介
5.4.2 二维码的定位
5.5 本章小结
第6章 锂电池圆周面凹坑缺陷检测方法研究
6.1 缺陷及干扰特征描述
6.1.1 凹坑缺陷特征描述
6.1.2 干扰特征描述
6.2 基于密度检测的凹坑缺陷检测
6.2.1 凹坑缺陷有效区域ROI
6.2.2 特征点的提取
6.2.3 基于九宫格的密度检测方法
6.3 基于高斯梯度卷积和灰度特征的凹坑缺陷检测
6.3.1 基于高斯梯度卷积的图像增强
6.3.2 基于3σ准则的凹坑缺陷初步定位
6.3.3 基于多区域均值差异法排除脏污
6.3.4 基于灰度均值差异法区分明显凹坑和浅凹坑
6.3.5 基于面积最大区域的位置差异法区分较浅凹坑和较浅脏污
6.4 本章小结
第7章 综合测试及结果分析
7.1 条形码和二维码的测试与分析
7.2 凹坑算法测试与结果分析
7.3 检测系统整体运行时间统计
第8章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3984433
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