王玉明

摘 要：本文主要介紹了如何使用視覺系統(tǒng)檢測電池中的鋅膏濺出、有無以及液面的高低等。通過調(diào)整光源的照明方式、調(diào)整二值化的算法等辦法，實現(xiàn)堿性電池內(nèi)部的鋅膏的多個方面的檢測，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

關鍵詞：視覺系統(tǒng);鋅膏;光源;二值化

堿性電池在生產(chǎn)過程中，往往會產(chǎn)生瑕疵品，嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)的檢測方法是用肉眼去看[1]。然而，隨著電池生產(chǎn)線的速度越來越快，肉眼檢測已經(jīng)無法適應當前的生產(chǎn)。因此，機器視覺在電池的瑕疵檢測中應用的越來越廣[2]。視覺系統(tǒng)已經(jīng)在檢測電池的涂膠[3-4]、隔膜管、貼標[5]等方面應用成熟。鋅膏作為堿性電池的負極材料，在注入的過程中往往會產(chǎn)生漏注、注入量不正確、注外面等情況[6]，最終導致電池發(fā)生質(zhì)量事故。

因此，本文對機器視覺在檢測電池鋅膏注入優(yōu)良的功能上進行了研究，實現(xiàn)了多種鋅膏不良的檢測。

1? 系統(tǒng)硬件設計

1.1視覺系統(tǒng)的設計

如圖1所示，本系統(tǒng)由像素35萬的智能相機和1：25倍的鏡頭。

1.2 光源的設計

鑒于電池的形狀，我們選擇環(huán)形光源，照射的方式有兩種：

1）從上往下豎直照射。如圖1（a）所示，這種照射方式的優(yōu)點是光能射入電池內(nèi)部較深的地方，當鋅膏液面較低時也能拍的清楚;缺點是若鋅膏較濕潤，容易形成反光引起誤判，且液面高低不明顯。

2）從側(cè)面照射。如圖1（b）所示，光從兩側(cè)斜上方照射入電池內(nèi)部。這種照射方式的優(yōu)點是不會因為電池內(nèi)部濕潤而反光，并且由于電池外殼的遮擋，鋅膏液面高低時，圖像顯示的亮暗不同;缺點是當里面的液面較低時，不容易照射到。

堿性電池中的鋅膏往往液面較高，且含水量較多，故常常選擇第二種照射方式來實現(xiàn)。

2? 系統(tǒng)軟件設計

OSTU算法[7]是全局二值化中最杰出的代表。

設圖像中有M個灰度值，取值范圍0～M-1，在此范圍內(nèi)選取一個灰度值t，將圖像分成0～t和t+1～M-1兩個部分，設每個灰度值出現(xiàn)的概率為pi，則兩個部分的概率分別為

3? 實驗結(jié)果及分析

圖2顯示了隔膜管外的鋅膏有無的檢測結(jié)果?？梢钥吹秸Ｇ闆r下，這個區(qū)域都是黑的，當有鋅膏濺出時會有白色區(qū)域產(chǎn)生。

圖3顯示隔膜管內(nèi)的鋅膏液面的高低。當液面較高時，白色的區(qū)域較多;而當液面較低時，褐色的區(qū)域較多。以此可以作為判定管內(nèi)鋅膏有無以及液面是否良好的檢測手段。

4? 結(jié)? 論

本文研究了電池中鋅膏檢測的主要幾個方面。通過調(diào)整光源的照射角度，選擇灰度的最佳閾值等方式，很好的得到了實現(xiàn)，為最終的產(chǎn)品提供了保障。然而，現(xiàn)在的檢測中仍存在著不足，例如鋅膏的濕潤程度會影響光線反射，從而影響結(jié)果，又如隔膜管上的鋅膏較難檢測出來等，需要在下一步繼續(xù)改進。

參考文獻：

[1] 陶思理等.干電池封口膠圖像分割方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù). 2011，34（13）：162-164.

[2] 張舞杰等.一種基于視覺的干電池檢測方法[J].機床與液，2011，39（13）： 10-12..

[3] 殷蘇民等.一種基于機器視覺的電池涂膠缺陷檢測方法[J].試驗？檢測.2017，1（55）： 85-87.

[4] 胡乃龍.基于機器視覺的堿性電池涂膠缺陷在線檢測系統(tǒng)的研究與設計[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學，2017.

[5] 錢靖等.影像系統(tǒng)結(jié)合PLC在電池行業(yè)中的應用[J].電池，2005，5：382-383.

[6] 楊上華.堿性電池鋅膏注入機的研制[J].中國設備工程，2018，10：140-141.

[7] Otsu N. A threshold selection method from gray-level histograms[J]. Automatical，1975，11（285-296）：23-27.