一种面向锂电行业的设备数据采集方法及系统与流程

本发明一般地涉及涂布极片数据采集领域。更具体地，本发明涉及一种面向锂电行业的设备数据采集方法及系统。

背景技术：

1、涂布极片的缺陷检测是锂电池的加工工艺中的一环，对于锂电池品质和性能至关重要，它能及早排查脱层、剥离等问题，确保电池安全可靠。通过缺陷分析，可以帮助生产企业改进工艺、优化设备，从根本上提升锂电池的加工工艺质量和生产效率。

2、中国专利申请文件cn114358528a公开了一种锂电行业无上料设备工单数据采集方法、装置及设备，包括建立无工站上料设备与工站上料设备关联的映射表；在工站上料设备上料时，根据所述映射表，将获取的工站上料工单号与工站信息表中设备编码、工站上料设备编码相对应写入；在所述工站信息表中的确认标志为0时，将获取的所述工站上料工单号写入工站信息表中工单号字段；确认标志为1时，触摸屏切换工单操作被触发后，将工站信息表中所述工站上料工单号字段中的信息写入工单号字段；基于设备编码确定对应的工单号，基于所述工单号进行数据采集。

3、但是上述方法依靠操作人员根据工单号进行数据采集，对操作人员的依赖程度较大，增加了操作人员的作业量，数据采集效率较低。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出通过采集多张涂布极片的图像以获取涂布极片中的点状缺陷、裂纹缺陷和条状缺陷的缺陷数据，减少了对作业人员的依赖，提高了数据采集效率，为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、一种面向锂电行业的设备数据采集方法，包括以下步骤：

3、将通过不同照射角度采集到的涂布极片图像转换为灰度图像获得涂布极片灰度集；

4、依据灰度值分割函数对所述涂布极片灰度集中的灰度图像进行分割，得到灰度分割图像，所述灰度分割图像包括正常区域和异常区域；

5、依据差分法计算所述灰度分割图像中每列像素的灰度值以获取所述灰度分割图像中的基础缺陷点；

6、构建所述基础缺陷点在行方向上的灰度梯度矩阵，并基于所述灰度梯度矩阵对所述基础缺陷点的所属缺陷类别进行划分，所述缺陷类别包括裂纹缺陷点类别和点状缺陷点类别；

7、计算所述灰度分割图像中每列像素灰度值的均值作为列灰度均值，并对所述灰度分割图像中的所有列灰度均值进行聚类以获取条状缺陷类别；

8、基于所述裂纹缺陷点类别、点状缺陷点类别和条状缺陷点类别构建缺陷种类数据库。

9、在一个实施例中，所述将通过不同照射角度采集到的涂布极片图像转换为灰度图像获得涂布极片灰度集，包括：

10、分别沿涂布极片的前后左右方向和几何中心上方共五个方向采集涂布极片图像，获得涂布极片图像集；

11、将所述涂布极片图像集中的所有图像转换为灰度图得到涂布极片灰度集。

12、在一个实施例中，所述灰度值分割函数表达式为：

13、

14、式中，为第一类中像素点的个数占全部像素点个数的比值，为第二类中像素点的个数占全部像素点个数的比值，为第一类中灰度值的均值，为第二类中灰度值的均值，为图像中所有灰度值的均值，为第一类和第二类的灰度值边界，为灰度值分割数据。

15、在一个实施例中，遍历得到的所述灰度值分割数据，以灰度值分割数据中的最大值作为正常区域和异常区域的灰度值边界。

16、在一个实施例中，所述依据差分法计算所述灰度图像中每列像素的灰度值以获取所述灰度分割图像中的基础缺陷点，包括：

17、采用差分法生成连续灰度值序列，计算所述连续灰度值序列的导数；

18、删除导数不为零的点和原点值为255的点后剩余的导数为0的点即为基础缺陷点。

19、在一个实施例中，所述构建所述基础缺陷点在行方向上的灰度梯度矩阵，并基于所述灰度梯度矩阵对所述基础缺陷点的所属缺陷类别进行划分，包括：

20、所述灰度梯度矩阵的表达式为：

21、

22、式中，c为基础缺陷点90度方向上左侧领域出现的连续单调变化灰度值的个数，d为基础缺陷点90度方向上右侧领域出现的连续单调变化灰度值的个数，a为基础缺陷点45度方向上左侧领域出现的连续单调变化的灰度值的个数，b为基础缺陷点45度方向上右侧领域出现的连续单调变化的灰度值的个数，e为基础缺陷点135度方向上左侧领域出现的连续单调变化的灰度值的个数，f为基础缺陷点135度方向上右侧领域出现的连续单调变化的灰度值的个数；

23、若行方向灰度梯度矩阵中出现零点，则基础缺陷点为裂纹缺陷点，若a、b、c、d、e、f均不为零则基础缺陷点为点状缺陷点。

24、在一个实施例中，对所述灰度分割图像中的所有列灰度均值进行聚类以获取条状缺陷类别，包括：

25、对所有列灰度均值进行聚类以获取聚类簇，每个所述聚类簇对应一个条状缺陷；

26、对所有列灰度均值进行聚类过程中满足触发条件时输出聚类结果，若不满足触发条件则增加最小寻找半径直至同时满足触发条件，所述触发条件表达式为：

27、

28、其中，为任意一个聚类内的所有列灰度均值，n、m为列，且为该聚类内的边缘灰度整体值，为标准差计算方式，exp为归一函数，、为预设的阈值。

29、一种面向锂电行业的设备数据采集系统，包括：

30、处理器；以及

31、存储器，其存储有面向锂电行业的设备数据采集方法的计算机指令，当所述计算机指令由所述处理器运行时，使得设备执行所述的面向锂电行业的设备数据采集方法。

32、本发明的有益效果：

33、1.通过采集涂布极片的图像，根据涂布极片图像找出涂布极片中的点状缺陷、裂纹缺陷和条状缺陷，从而获得涂布极片的缺陷数据，减少了对作业人员的依赖，节约了人力成本，提高了数据采集效率。

34、2.通过不同角度分别采集涂布极片的图像，一次拍照获得多张图像，基于多张图像对涂布极片的缺陷进行分析，具有较高的特征识别精度，提高了数据的准确率。

技术特征：

1.一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，所述将通过不同照射角度采集到的涂布极片图像转换为灰度图像获得涂布极片灰度集，包括：

3.根据权利要求1所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，所述灰度值分割函数表达式为：

4.根据权利要求3所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，遍历得到的所述灰度值分割数据，以灰度值分割数据中的最大值作为正常区域和异常区域的灰度值边界。

5.根据权利要求1所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，所述依据差分法计算所述灰度图像中每列像素的灰度值以获取所述灰度分割图像中的基础缺陷点，包括：

6.根据权利要求1所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，所述构建所述基础缺陷点在行方向上的灰度梯度矩阵，并基于所述灰度梯度矩阵对所述基础缺陷点的所属缺陷类别进行划分，包括：

7.根据权利要求1所述的一种面向锂电行业的设备数据采集方法，其特征在于，对所述灰度分割图像中的所有列灰度均值进行聚类以获取条状缺陷类别，包括：

8.一种面向锂电行业的设备数据采集系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及涂布极片数据采集领域，尤其涉及一种面向锂电行业的设备数据采集方法及系统，包括：获得涂布极片灰度集；对涂布极片灰度集中的灰度图像进行分割；计算灰度分割图像中每列像素的灰度值以获取基础缺陷点；构建基础缺陷点在行方向上的灰度梯度矩阵，并对基础缺陷点的所属缺陷类别进行划分；计算灰度分割图像中每列像素灰度值的均值，并对所有列灰度均值进行聚类以获取条状缺陷类别；基于缺陷类别构建缺陷种类数据库。本发明通过采集涂布极片的图像，根据涂布极片图像找出涂布极片中的缺陷类别，从而获得涂布极片的缺陷数据，节约了数据采集过程中的人力成本，提高了数据采集效率。

技术研发人员：王玉锋,代文彬,颜廷利,邱健,孔令勇,张继泉
受保护的技术使用者：山东泰普锂业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15