[发明专利]泡沫镍中铜颗粒自动检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫镍中铜颗粒自动检测方法及系统。 

背景技术

随着人类环保意识的不断增强，石油资源逐年减少，油价逐步攀升，降低汽车污染和节约能源已成为世界各国政府面临的严峻问题。蓄电池技术和氢气的制取、运输、储存、成本等严重制约了电动汽车和燃料电池汽车的发展，而在混合动力汽车中，由于采用了高功率的能源储存装置（蓄电池、超级电容等）能向汽车提供瞬时的能量而可减小发动机尺寸，提高效率，降低排放和燃油消耗，且可在进行制动和减速时回收能量。

镍氢电池具有高比功率、循环次数多，电流充放电大、无记忆效应、使用温度范围宽、无污染、安全性能好等特点，因而被广泛应用在混合动力汽车上。在全球镍系列二次电池出货量快速增长的带动下，作为镍氢电池正极使用材料的泡沫镍迎来了一个快速发展的时期。 

基于汽车电池安全问题，铜为汽车动力电池的禁用物质，其控制标准为：表面尺寸大于0.2mm的铜颗粒30万平米允许1个(即0.2mm的铜污染，每5万辆车里允许一个)。 

日本住友公司应用日本基恩士影像技术成功开发了铜颗粒在线检测系统，且在技术上进行高度保密，泡沫镍出厂指标达到了PEVE公司及其它动力汽车电池厂家的质量要求。 

国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段，这主要是由于作为镍氢电池主要原材料的泡沫镍含有铜杂质而无法达到汽车电池使用标准。如果泡沫镍中铜杂质自动检测与报警系统研制成功将极大地提升中国在新能源电池行业的竞争力，该项目的研制成功具有重要的经济和社会效益。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种可连续、简单、高效、准确检出泡沫镍中铜颗粒的自动检测方法及系统。 

为了解决上述技术问题，本发明泡沫镍中铜颗粒自动检测方法为：在泡沫镍的传送工作台的上、下两侧配置用于采集泡沫镍表面图像的多个彩色图像采集装置，这些彩色图像采集装置与工业计算机连接，彩色图像采集装置所采集的泡沫镍表面图像数据输入工业计算机，先进行白平衡滤波，消除彩色图像采集装置采集成像中的偏色影响；然后将RGB色彩空间转换为HSV色彩空间，转换后基于H通道进行中值滤波以消除噪声；再设定检测的H通道区分值为80<H<180的所在泡沫镍表面区域确定为铜颗粒区域，该区域以外的部分为非铜区域，并将铜颗粒区域和非铜区域分别用灰度值255和0表示，从而得到二值图像；为确定候选区域的位置和区域大小，对二值图像中的白色区域进行区域生长，找出外接矩形，该外接矩形即为铜颗粒候选区域；最后对候选区域提取颜色直方图和颜色空间特征，并通过学习训练好的SVM分类器，决策分类器，Adaboost分类器进一步确认铜颗粒候选区域是否含有铜异物，如果有，则发出警告，等待工作人员处理即可。 

本发明还提供了一种泡沫镍中铜颗粒自动检测系统，其包括用于提供泡沫镍的上料装置；用于传送泡沫镍的工作台；设于工作台上、下两侧的彩色图像采集装置，且处于彩色图像采集装置拍摄区域的工作台为镂空结构；设于彩色图像采集装置两侧的光源；用于控制工作台运行状态的运动控制器；与运动控制器及彩色图像采集装置电连接的工业计算机。 

上述方案的进一步改进为，在工作台上、下两侧的彩色图像采集装置有三排，且三排彩色图像采集装置错开排列，使三排彩色图像采集装置拼接的视场能覆盖泡沫镍的整个横向距离。每排彩色图像采集装置的两侧分别设有光源。 

上述方案的进一步改进为，工作台的上、下三排彩色图像采集装置皆为3、3、2排列，即第一、第二排为3个彩色图像采集装置，第三排为2个彩色图像采集装置。 

上述方案的进一步改进为，该彩色图像采集装置3优选为彩色照相机。 

上述方案的进一步改进为，该工业计算机与运动控制器之间通过PLC模块连接。 

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为： 

（1）本发明在铜异物检测时采用两类方法，具体实现方式是先采用泡沫镍图像的红、绿、蓝分量的H通道进行粗检测，且阈值设得较低，从而保证不会有漏检，再采用学习训练好的分类器进行虚警滤除，从而使得铜异物在线检测速度快、实时性强、定位准确，精度高；

（2）检测时与待检测物无须接触，发现异物时，可自动标识有异物的位置，并可控制停机和倒转联动；