文/董文浩

1 前言

锂电池在注液封壳后生产的过程中主要有预充、化成、OCV、分容、等级分选等几个工序。电池在使用托盘进行自动化生产时，会对托盘中的每个电池做相同的工步。而每一批次的电池，最后一盘（尾盘）一般都不能装满整个托盘，甚至可能尾盘中只装了几个电池。如果对托盘中的空位也进行OCV、分选等操作，会增加不必要的工时，电池空位也会被当作不合格电池，不仅浪费大量的时间，降低了生产效率，也会造成电池生产数据统计不准。

圆柱状的锂电池在自动化生产过程中是摆放在电池托盘中来对电池做充放电的。自动化生产过程的很多环节需要托盘中电池的数量以及电池托盘中电池的位置信息。传统的检测方法是使用传感器来检测电池在位信息。这种检测方法不但成本高，而且检测效率低。

2 系统实现方案说明

系统结构图如图1所示。

装着电池的托盘在自动传送带上行进，当托盘经过图像采集工位时，将触动行程开关，行程开关将给出中断信号到图像采集处理模块，图像采集处理模块收到中断信号后，开始采集托盘的图像数据，然后图像进行灰度化、二值化、腐蚀膨胀预处理，得到电池的图像，获取到托盘中电池的数量。图像采集处理模块根据电池在图像中的位置信息，计算出电池在托盘中的位置信息，将托盘中电池的数量及位置信息通过网络上报给控制电池生产的中控系统，以便中控系统根据这些信息来对电池生产的其他工序进行调度。

图1：系统结构示意图

图2：采集到的原始图像

图3：阀值分割出电池图像

图4：处理后的电池图像

图5：图像处理流程框图

图像采集处理模块采用基于ARM的嵌入式系统，安装于自动流水线的下方。摄像头采用工业及高清摄像头。摄像头固定在支架上的夹具上，可以通过调节夹具来灵活调节摄像头的高度和拍摄角度，使图像采集时，摄像头的位置满足图像采集的需要。图像采集处理模块通过网络与安装有中控软件的工业控制电脑通信。

3 图像处理流程

图像采集模块采集到托盘及电池的图像后，先将图像转化为灰度图像，然后使用大律阀值分割法将图像进行二值化，然后对图像进行腐蚀膨胀处理，去除孤立的杂散点干扰像素点。

最后获取图像中的连通区域，并根据连通区域的面积进行过滤，将大的非电池图像的干扰图像去除，只保留电池的图像。根据连通区域的个数可以获取到电池的个数，根据连通区域在图像中的坐标信息，可以得到电池在托盘中的位置。图像处理的过程如图2、图3、图4所示。

图像处理流程框图如图5所示。

4 结论

经实验验证，本文提出的基于机器视觉技术的电池在位信息检测方法及装置，检测效率高、检测准确率高，可以满足电池生产时，对托盘中电池位置及数量信息在线检测的需求。