裸电芯缺陷检测系统及方法与流程

本技术涉及电池，特别是涉及一种裸电芯缺陷检测系统及方法。

背景技术：

1、动力电池是新能源汽车的核心部件，也是未来能源转型的重要方向。为了满足对电池能量密度的要求，电池通常可包括串联和/或并联的一个或多个裸电芯。裸电芯一般为长方体形状，主要包括底侧面、顶侧面、前后侧面和左右端面。裸电芯的六面外观上的缺陷与瑕疵会直接影响裸电芯的质量。

2、为了确保裸电芯的质量，在裸电芯的生产过程中，通常会检测裸电芯的六个外观面的各类瑕疵，例如脏污、划痕、压伤、缺损、异物、pin针歪斜等进行缺陷检测。然而，传统的缺陷检测系统对划痕、压伤等缺陷存在漏检的风险。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统的缺陷检测方法对划痕、压伤等缺陷的漏检风险较大的问题，提供一种裸电芯缺陷检测系统及方法。

2、根据本技术的第一方面，提供了一种裸电芯缺陷检测系统，裸电芯包括沿第一方向彼此相对设置的第一端面和第二端面、沿第二方向彼此相对的第一侧面和第二侧面、以及沿第三方向彼此相对的第三侧面和第四侧面；第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。裸电芯缺陷检测系统包括第一检测组件、第二检测组件、固定机构和上位机，第一检测组件和第二检测组件沿第二方向相对且间隔设置，固定机构用于将裸电芯定位于第一检测组件和第二检测组件之间，第一检测组件位于裸电芯的第一侧面的一侧，第二检测组件位于裸电芯的第二侧面的一侧。第一检测组件包括第一光源组和至少一第一相机，第二检测组件包括第二光源组和至少一第二相机，第一光源组和第二光源组均包括多个光源，第一相机沿第二方向与裸电芯的第一侧面相对且间隔布设，第一光源组的多个光源围绕至少一第一相机间隔布设，以对裸电芯的第一侧面分别从不同光照方向照射，至少一第一相机用于获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，第二相机沿第二方向与裸电芯的第二侧面相对且间隔布设，第二光源组的多个光源围绕至少一第二相机间隔布设，以对裸电芯的第二侧面分别从不同光照方向照射，至少一第二相机用于获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，上位机用于接收多个第一检测图像和多个第二检测图像；且上位机用于根据多个第一检测图像进行缺陷检测，输出第一检测结果，以及用于根据多个第二检测图像进行缺陷检测，输出第二检测结果。

3、在本技术的技术方案中，该裸电芯缺陷检测系统使用时，可利用第一光源组的多个光源和至少一第一相机，获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，且可利用不同光照方向下的多个第一检测图像对第一侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。也可利用第二光源组的多个光源和至少一第二相机，获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，且可利用不同光照方向下的多个第二检测图像对第二侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。

4、第一光源组的多个光源环绕至少一第一相机间隔设置；第二光源组的多个光源环绕至少一第二相机间隔设置。可利用第一光源组的多个光源对裸电芯的第一侧面分别从不同光照方向照射，可更全面地对第一侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行检测，也可利用二光源组的多个光源对裸电芯的第二侧面分别从不同光照方向照射，可更全面地对第二侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行检测，进而可进一步地减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。

5、第一光源组和第二光源组的多个光源均包括沿第一方向相对且间隔布设的两个第一光源，以及沿第三方向相对且间隔布设的两个第二光源。可利用第一光源组的两个第一光源和两个第二光源对裸电芯的第一侧面形成不同的光照方向照射，进而可在不同光照方向照射下分别获取对应的第一检测图像，可获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向照射下的多个第一检测图像，便于利用不同光照方向照射下的多个第一检测图像更准确地对第一侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。同理，也可利用第二光源组的两个第一光源和两个第二光源对裸电芯的第二侧面形成不同的光照方向照射，可更准确地对第二侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。

6、在其中一个实施例中，裸电芯的待测表面具有平行于第一方向的第一对称轴，以及平行于第三方向的第二对称轴；待测表面为裸电芯的第一侧面或第二侧面；两个第一光源以第二对称轴为基准呈对称分布，且第一光源以第一对称轴为基准呈对称分布；可使第一光源对裸电芯的待测表面形成均匀地光照，以便在第一光源所形成的光照方向照射下获得质量更高的检测图像（本段中的所有检测图像均为第一检测图像或均为第二检测图像）。由于两个第一光源以第二对称轴为基准呈对称分布，因此对称设置的两个第一光源形成相反的光照方向，若裸电芯的待测表面存在有缺陷，可在相反的光照方向照射下获得至少两个检测图像，且可根据该至少两个检测图像更准确地进行缺陷检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。和/或，两个第二光源以第一对称轴为基准呈对称分布，且第二光源以第二对称轴为基准呈对称分布。可使第二光源对裸电芯的待测表面形成均匀地光照，以便在第二光源所形成的光照方向照射下获得质量更高的检测图像。由于两个第二光源以第一对称轴为基准呈对称分布，因此，对称设置的两个第二光源形成相反的光照方向，若裸电芯的待测表面存在有缺陷，可在相反的光照方向照射下获得至少两个检测图像，且可根据该至少两个检测图像更准确地进行缺陷检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。

7、在其中一个实施例中，第一光源具有朝向裸电芯的待测表面设置的第一出光端面，待测表面为裸电芯的第一侧面或第二侧面，沿第三方向，第一出光端面沿第三方向的任一侧的边，位于裸电芯的待测表面沿第三方向同一侧的一边的外侧。可使第一光源的第一出光端面在裸电芯的待测表面形成的照射区域更为全面地覆盖到裸电芯的待测表面，也就是说，第一光源组的第一光源在裸电芯的第一侧面形成的照射区域更为全面地覆盖到裸电芯的第一侧面，第二光源组的第一光源在裸电芯的第二侧面形成的照射区域更为全面地覆盖到裸电芯的第二侧面，如此，在第一光源组的第一光源的光照下，可利用第一相机更清晰地拍摄到对应的第一检测图像，也可在第二光源组的第一光源的光照下，可利用第二相机更清晰地拍摄到对应的第二检测图像。

8、在其中一个实施例中，第二光源具有朝向裸电芯的待测表面设置的第二出光端面，待测表面为裸电芯的第一侧面或第二侧面，沿第一方向，第二出光端面沿第一方向的任一侧的边，位于裸电芯的待测表面沿第一方向同一侧的一边的外侧。可使第二光源的第二出光端面在裸电芯的待测表面形成的照射区域更为全面地覆盖到裸电芯的待测表面，在对应的第二光源的光照下，可利用第一相机更清晰地拍摄到对应的第一检测图像，也可利用第二相机更清晰地拍摄到对应的第二检测图像。

9、在其中一个实施例中，光源具有朝向裸电的待测表面设置的出光端面，待测表面为裸电芯的第一侧面或第二侧面，光源的出光端面与裸电芯的待测表面之间呈预设角度设置。可使光源能够很好地照射在裸电芯的待测表面的中心区域，进而可提高裸电芯的待测表面的中心区域的亮度，如此，在对应的光源的光照下，可利用第一相机更清晰地拍摄到对应的第一检测图像，也可利用第二相机更清晰地拍摄到对应的第二检测图像，且可根据该第一检测图像更清晰地获知裸电芯的第一侧面的中心区域是否存在有缺陷，也可根据该第二检测图像更清晰地获知裸电芯的第二侧面的中心区域是否存在有缺陷，可提高裸电芯缺陷检测系统的检测可靠性。

10、在其中一个实施例中，光源具有朝向裸电芯的待测表面设置的出光端面，待测表面为裸电芯的第一侧面或第二侧面，裸电芯缺陷检测系统还包括角度调节机构，角度调节机构与光源相连，角度调节机构用于调节光源的出光端面相对于裸电芯的待测表面的角度。可利用角度调节机构改变光源的出光端面相对于裸电芯的待测表面的角度，进而可使光源处于不同光照角度，可以在不同光照角度下利用第一相机获取裸电芯的第一侧面的第一检测图像，也可以在不同光照角度下利用第二相机获取裸电芯的第二侧面的第二检测图像，进而便于根据多个第一检测图像或多个第二检测图像更准确地判断裸电芯的待测表面是否存在有缺陷。

11、在其中一个实施例中，第一相机包括第一镜头，第一光源组的光源的出光侧与第一相机的第一镜头平齐设置；第二相机包括第二镜头，第二光源组的光源的出光侧与第二相机的第二镜头平齐设置。第一光源组的光源在裸电芯的第一侧面上形成照射亮度较为适中，便于第一相机对裸电芯的第一侧面进行拍摄，进而可提高拍摄的第一检测图像的质量，也有利于准确地对裸电芯的第一侧面进行缺陷检测。同理，也可使第二光源组的光源在裸电芯的第二侧面上形成照射亮度较为适中，便于第二相机对裸电芯的第二侧面进行拍摄，进而可提高拍摄的第二检测图像的质量，也有利于准确地对裸电芯的第二侧面进行缺陷检测。

12、在其中一个实施例中，第一检测组件包括至少两个第一相机，裸电芯的第一侧面包括与第一相机一一对应且彼此相连的多个第一子侧面；沿第二方向，第一相机与对应的第一子侧面相对且间隔设置。通过增加第一相机的数量，可使裸电芯的第一侧面位于至少两个第一相机的视野范围组成的合集内的同时，也可减小单个第一相机与裸电芯的第一侧面之间在第二方向上的间距，进而可提高第一相机的拍摄精度，进而可提高第一检测图像的质量，有利于更好地判断第一侧面上的缺陷及缺陷的尺寸信息和位置信息等，可提高缺陷检测的准确度。

13、在其中一个实施例中，第二检测组件包括至少两个第二相机，裸电芯的第二侧面包括与第二相机一一对应且彼此相连的多个第二子侧面；沿第二方向，第二相机与对应的第二子侧面相对且间隔设置。通过增加第二相机的数量，可使裸电芯的第二侧面位于至少两个第二相机的视野范围组成的合集内的同时，也可减小单个第二相机与裸电芯的第二侧面之间在第二方向上的间距，进而可提高第二相机的拍摄精度，进而可提高第二检测图像的质量，有利于更好地判断第二侧面上的缺陷及缺陷的尺寸信息和位置信息等，可提高缺陷检测的准确度。

14、在其中一个实施例中，第一侧面和第二侧面构造为裸电芯的长边所在的面；其中，第一侧面和第二侧面的面积，大于第三侧面和第四侧面的面积，且大于第一端面和第二端面的面积。也就是说，第一侧面和第二侧面为裸电芯的大面，那么，利用本技术的裸电芯缺陷检测系统，可利用不同光照方向下的多个光源对裸电芯的大面形成不同光照方向的照射，使得获得的检测图像（第一检测图像或第二检测图像）能够对裸电芯的大面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，可减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率。

15、根据本技术的第二方面，提供了一种裸电芯缺陷检测方法，裸电芯缺陷检测方法应用于上述任一实施例的裸电芯缺陷检测系统，裸电芯缺陷检测方法包括：获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像；根据多个第一检测图像进行缺陷检测，输出第一检测结果；获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像；根据多个第二检测图像进行缺陷检测，输出第二检测结果。可通过获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，进而利用不同光照方向下的多个第一检测图像对第一侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，也可通过获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，进而利用不同光照方向下的多个第二检测图像对第二侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

16、在其中一个实施例中，获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，具体包括：依次点亮第一光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取在第一光源组中点亮的光源光照下裸电芯的第一侧面的第一检测图像，以得多个第一检测图像。可通过依次点亮第一光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取在第一光源组中点亮的光源光照下裸电芯的第一侧面的第一检测图像，依此可获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，进而可根据在不同光照方向下的多个第一检测图像很好地判断裸电芯的第一侧面是否存在有缺陷，以及缺陷的尺寸信息和位置信息等，可减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

17、在其中一个实施例中，第一检测组件包括至少两个第一相机，裸电芯的第一侧面包括与第一相机一一对应的至少两个第一子侧面，获取裸电芯的第一侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，具体包括：获取每一第一相机采集的对应的第一子侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像。

18、在其中一个实施例中，获取每一第一相机采集的对应的第一子侧面在不同光照方向下的多个第一检测图像，具体包括：依次点亮第一光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取每一第一相机采集的对应的第一子侧面的第一检测图像，以得到多个第一检测图像。可利用每一第一相机采集在不同光照方向下对应的第一子侧面的多个第一检测图像，进而可获得更清晰且质量更高的多个第一检测图像，进而可利用不同光照方向下的多个第一检测图像对第一侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

19、在其中一个实施例中，根据多个第一检测图像进行缺陷检测，输出第一检测结果，具体包括：将多个第一检测图像进行融合处理，输出第一融合图像；根据第一融合图像进行缺陷检测，并输出第一检测结果。相较于第一检测图像，得到的第一融合图像更为清晰且质量更高，有利于根据第一融合图像更准确地对第一侧面进行缺陷检测，可减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

20、在其中一个实施例中，获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，具体包括：依次点亮第二光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取在第二光源组中点亮的光源光照下裸电芯的第二侧面的第二检测图像，以得多个第二检测图像。依次点亮第二光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取在第二光源组中点亮的光源光照下裸电芯的第二侧面的第二检测图像，依此可获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，进而可根据在不同光照方向下的多个第二检测图像很好地判断裸电芯的第二侧面是否存在有缺陷，以及缺陷的尺寸信息和位置信息等，可减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

21、在其中一个实施例中，第二检测组件包括至少两个第二相机，裸电芯的第二侧面包括与第二相机一一对应的至少两个第二子侧面，获取裸电芯的第二侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，具体包括：获取每一第二相机采集的对应的第二子侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像。

22、在其中一个实施例中，获取每一第二相机采集的对应的第二子侧面在不同光照方向下的多个第二检测图像，具体包括：依次点亮第二光源组的多个光源，并在每一光源点亮的情况下，获取每一第二相机采集的对应的第二子侧面的第二检测图像，以得到多个第二检测图像。利用每一第二相机采集在不同光照方向下对应的第二子侧面的多个第二检测图像，进而可获得更清晰且质量更高的多个第二检测图像，进而可利用不同光照方向下的多个第二检测图像对第二侧面上具有方向性的划痕、压伤等缺陷进行更准确地检测，减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。

23、在其中一个实施例中，根据多个第二检测图像进行缺陷检测，输出第二检测结果，具体包括：将多个第二检测图像进行融合处理，输出第二融合图像；根据第二融合图像进行缺陷检测，并输出第二检测结果。相较于第二检测图像，得到的第二融合图像更为清晰且质量更高，有利于根据第二融合图像更准确地对第二侧面进行缺陷检测，可减小具有方向性的划痕、压伤等缺陷出现漏检的概率，提高该裸电芯缺陷检测方法的可靠性和准确性。