阅读说明：本技术 一种电池检测方法、装置及系统 (Battery detection method, device and system ) 是由 李晓宇 张祖光 田劲东 田勇 张小军 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电池检测方法、装置及系统；其中,方法包括：获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息后,对获取的图像信息进行预处理得到对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线、左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线,进而可获得待测电池的三维空间分布信息,根据三维空间分布信息计算出当前待测电池的体积并与待测电池的标准体积作对比后最终得到待测电池的形变量,完成电池的检测过程；解决了现有技术电池检测需要操作人员对待测电池进行充放电导致耗时长、效率低的技术问题,提供了一种可靠、高效的电池检测方法。(The invention discloses a battery detection method, a device and a system; the method comprises the following steps: after acquiring the front image information and the left image information of the battery to be detected, preprocessing the acquired image information to obtain a corresponding front upper contour curve, a front lower contour curve, a left side upper contour curve and a left side lower contour curve, further acquiring three-dimensional space distribution information of the battery to be detected, calculating the volume of the current battery to be detected according to the three-dimensional space distribution information, comparing the volume with the standard volume of the battery to be detected, finally obtaining the deformation amount of the battery to be detected, and completing the detection process of the battery; the technical problems of long time consumption and low efficiency caused by the fact that in the prior art, battery detection needs operators to charge and discharge the battery to be detected are solved, and the reliable and efficient battery detection method is provided.)

一种电池检测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，尤其是涉及一种电池检测方法、装置及系统。

背景技术

随着电动汽车行业的兴起及便携式耗电设备的广泛应用，可充电电池的回收再利用问题成为电动汽车企业和电池研发生产企业面临的关键技术问题之一，采用可靠、高效的技术手段解决电池的回收再利用有助于降低企业的生产成本，促进电池行业、电动汽车行业的发展。

由于可充电电池的检测需要借助电池充放电设备对待测电池进行充放电测试，并且需要操作人员不断对待测电池进行测试操作，这种电池的检测方式导致了对电池检测耗时长、并且整个过程需要人员参与，无法实现高效的、自动化的电池检测方式。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种可靠、高效的电池检测方法。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种电池检测方法，其包括：

获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息，并分别对所述正面图像信息和所述左侧图像信息进行预处理；

根据所述预处理的结果获得所述正面图像信息对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线及所述左侧图像信息对应的左侧面上轮廓曲线、左侧面下轮廓曲线；

根据所述正面上轮廓曲线、所述正面下轮廓曲线、所述左侧面上轮廓曲线和所述左侧面下轮廓曲线获得所述待测电池的三维空间分布信息；

根据所述三维空间分布信息获得所述待测电池的当前体积，并根据所述当前体积与所述待测电池的标准体积得到所述待测电池的形变量。

进一步地，所述电池检测方法还包括：

根据所述形变量的大小对所述待测电池进行分级。

进一步地，分别对所述正面图像信息和所述左侧图像信息进行预处理具体包括：

分别对所述正面图像信息和所述左侧图像信息进行图像滤波处理、二值化处理和形态学处理，并输出所述预处理的结果。

进一步地，根据所述预处理的结果获得所述正面图像信息对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线及所述左侧图像信息对应的左侧面上轮廓曲线、左侧面下轮廓曲线具体包括：

对所述预处理的结果的连通域进行计算，获得正面上轮廓点、正面下轮廓点、左侧面上轮廓点和左侧面下轮廓点；

对所述正面的上轮廓点和所述正面下轮廓点采用二次多项式拟合，获得所述正面上轮廓曲线和所述正面下轮廓曲线；

对所述左侧面的上轮廓点和所述左侧面下轮廓点采用二次多项式拟合，获得所述左侧面上轮廓曲线和所述左侧面下轮廓曲线。

进一步地，获得所述待测电池的三维空间分布信息具体包括：

根据所述正面上轮廓曲线和所述正面下轮廓曲线获得所述待测电池的正面拟合曲线；

根据所述左侧面上轮廓曲线和所述左侧面下轮廓曲线获得所述待测电池的左侧面拟合曲线；

分别对所述正面拟合曲线和所述左侧面拟合曲线进行对齐转换；

以所述正面拟合曲线为标准对所述左侧面拟合曲线进行拉伸转换；

建立空间坐标系，并以所述正面拟合曲线为沿X轴基准曲线，以所述左侧面拟合曲线为沿Y轴基准曲线，构建所述待测电池的三维空间结构；

沿Y轴取多个标记点，获取经过所述标记点且与Y轴垂直并与所述三维空间结构相交的所述三维空间分布信息在Y轴的分量信息；

根据所述三维空间分布信息在Y轴的分量信息获得所述三维空间分布信息。

第二方面，本发明提供一种电池检测装置，其包括：

图像获取预处理模块，用于获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息，并分别对所述正面图像信息和所述左侧图像信息进行预处理；

轮廓曲线计算模块，用于根据所述预处理的结果获得所述正面图像信息对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线及所述左侧图像信息对应的左侧面上轮廓曲线、左侧面下轮廓曲线；

三维空间分布信息计算模块，根据所述正面上轮廓曲线、所述正面下轮廓曲线、所述左侧面上轮廓曲线和所述左侧面下轮廓曲线获得所述待测电池的三维空间分布信息；

待测电池形变计算模块，用于根据所述三维空间分布信息获得所述待测电池的当前体积，并根据所述当前体积与所述待测电池的标准体积得到所述待测电池的形变量。

进一步地，所述电池检测装置还包括：

待测电池级别划分模块，用于根据所述形变量的大小对所述待测电池进行分级。

第三方面，本发明提供一种电池检测系统，其包括：第一图像获取装置、第二图像获取装置、传动装置和处理器；

所述传动装置用于传动所述待测电池；

所述第一图像获取装置用于获取所述待测电池的正面图像信息，并将所述正面图像信息传输至所述处理器；

所述第二图像获取装置用于获取所述待测电池的左侧图像信息，并将所述左侧图像信息传输至所述处理器；

所述处理器根据接收的所述正面图像信息和所述左侧图像信息执行如权利要求1至5任一项所述的电池检测方法。

进一步地，所述传动装置包括横向传送带和纵向传送带；所述横向传送带的侧边设置有所述第一图像获取装置以获取所述正面图像信息；所述纵向传送带的侧边设置有所述第而图像获取装置以获取所述左侧图像信息。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的电池检测方法。

本发明的有益效果是：

本发明中一种电池检测方法，其通过获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息后，对获取的图像信息进行预处理得到对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线、左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线，进而可获得待测电池的三维空间分布信息，根据三维空间分布信息计算出当前待测电池的体积并与待测电池的标准体积作对比后最终得到待测电池的形变量，完成电池的检测过程；解决了现有技术电池检测需要操作人员对待测电池进行充放电导致耗时长、效率低的技术问题，提供了一种可靠、高效的电池检测方法。

附图说明

图1是本发明中一种电池检测方法的一具体实施例流程图；

图2是本发明中一种电池检测方法对待测电池的正面图像信息进行连通域计算获得正面上轮廓点和正面下轮廓点的一具体实施例示意图；

图3是本发明中一种电池检测方法对待测电池的正面图像信息进行二次多项式拟合获得正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线的一具体实施例示意图；

图4是本发明中一种电池检测方法中待测电池的三维空间分布信息示意图；

图5是本发明中一种电池检测装置的一具体实施例模块框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

本发明实施例提供了一种电池检测方法，其包括：

S100、获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息，并分别对正面图像信息和左侧图像信息进行预处理；

S200、根据预处理的结果获得正面图像信息对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线及左侧图像信息对应的左侧面上轮廓曲线、左侧面下轮廓曲线；

S300、根据正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线、左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线获得待测电池的三维空间分布信息；

S400、根据三维空间分布信息获得待测电池的当前体积，并根据当前体积与待测电池的标准体积得到待测电池的形变量。

本发明实施例中，通过获取待测电池的图像，并对获取的图像进行处理后得到待测电池的当前体积，并将当前体积与待测电池的标准体积作对比后得到待测电池的形变量，提供了一种可靠、高效的电池检测方法。另外，还可根据当前待测电池的形变量大小对待测电池进行分级，根据对待测电池分级的梯次不同，标记待测电池对应的用途。例如：在形变量[0～2％]区间的待测电池标记为可继续正常安全使用；在形变量[2～4％]区间的待测电池标记为需降低电池充电截止电压使用；在形变量超过4％的待测电池则标记为不可继续使用。

具体的，在步骤S100中，对正面图像信息和左侧图像信息进行预处理具体包括：分别对正面图像信息和左侧图像信息进行图像滤波处理、二值化处理和形态学处理。进行图像滤波处理使得对获取的正面图像信息和左侧图像信息中的图像噪声进行抑制，提高了后续对两个图像处理的有效性和可靠性；进行二值化处理使得获取的正面图像信息和左侧图像信息中的数据量减少，从而凸显出正面图像信息中的轮廓和左侧图像信息中的轮廓；进行形态学处理目的在于剔除正面图像信息和左侧图像信息中不是电池边缘的像素点，进一步凸显出正面图像信息中的轮廓和左侧图像信息中的轮廓；经过上述对正面图像信息和左侧图像信息的预处理过程后，将预处理后的图像数据信息输出。

在步骤S200中，其具体包括子步骤：

S210、对预处理的结果的连通域进行计算，获得正面上轮廓点、正面下轮廓点、左侧面上轮廓点和左侧面下轮廓点；

具体的，参照图2，获得正面图像信息预处理后的图像信息后，并以正面图像信息中图像所占据的像素垂直长度方向为X轴方向，建立直角坐标系对其进行分析，则作垂直于横轴方向的线段，则该线段与连通域的上方交点为正面上轮廓点，该线段与连通域的下方交底为正面下轮廓点，遍历完正面图像信息预处理后的图像信息在横轴上所占据的区间后，可得一组正面上轮廓点和一组正面下轮廓点；同理，按照同样的处理方式对左侧图像信息预处理后的图像信息进行处理，获得左侧面上轮廓点和左侧面下轮廓点。

S211、对正面的上轮廓点和正面下轮廓点采用二次多项式拟合，获得正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线；

具体的，参照图3，通过二次多项式拟合获得正面的上轮廓曲线和正面下轮廓曲线表示如下：

其中，y_1up为二次多项式拟合的正面上轮廓曲线，y_1down为二次多项式拟合的正面下轮廓曲线，a₁、b₁、c₁为y_1up的拟合参数，a₂、b₂、c₂为y_1down的拟合参数。

S212、对左侧面的上轮廓点和左侧面下轮廓点采用二次多项式拟合，获得左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线；

同理，根据上述步骤S211，则可获得左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线表示如下：

其中，y_2up为二次多项式拟合的左侧面上轮廓曲线，y_2down为二次多项式拟合的左侧面下轮廓曲线，a₃、b₃、c₃为y_2up的拟合参数，a₄、b₄、c₄为y_2down的拟合参数。

在步骤S300中，具体包括子步骤：

S301、根据正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线获得待测电池的正面拟合曲线；

记正面图像信息中图像所占据的像素水平长度为n，记正面图像信息中图像所占据的像素垂直长度为m，并根据(1)式，将待测电池的正面拟合曲线表示为：

L_a(i)＝{y_1up,y_1down|i} (3)

其中，i＝1,2,3，…n。则正面上轮廓曲线可表示为：y_1up(i)＝L_{a_up}(i)；正面下轮廓曲线可表示为：y_1down(i)＝L_{a_down}(i)，正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线在第i点的高度差表示为：H_a(i)＝L_{a_up}(i)-L_{a_down}(i)。

S302、根据左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线获得待测电池的左侧面拟合曲线；

则根据上述步骤可知，待测电池的左侧面拟合曲线可表示为：

L_b(j)＝{y_2up,y_2down|j} (4)

其中，j＝1,2,3，…m。则左侧面上轮廓曲线可表示为：y_2up(j)＝L_{b_up}(j)；左侧面下轮廓曲线可表示为：y_2down(j)＝L_{b_down}(j)，左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线在第j点的高度差表示为：H_b(j)＝L_{b_up}(j)-L_{b_down}(j)。

S303、分别对正面拟合曲线和左侧面拟合曲线进行对齐转换；

具体为，分别将正面拟合曲线和左侧面拟合曲线使得获得的对齐正面拟合曲线和对齐左侧面拟合曲线的最小值为0，即：

L_a1＝L_a-min(L_a) (5)

L_b1＝L_b-min(L_b) (6)

S304、以新正面拟合曲线为标准对新左侧面拟合曲线进行拉伸转换；

具体为，根据正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线的最大高度差max(H_a)，和正面上轮廓曲线和正面下轮廓曲线的最大高度差max(H_b)，则获得拉伸左侧面拟合曲线为：

L_b2＝(max(H_a)/max(H_b))·L_a1 (7)

S305、建立空间坐标系，并以对齐正面拟合曲线为沿X轴基准曲线，以拉伸左侧面拟合曲线为沿Y轴基准曲线，构建待测电池的三维空间结构；

S306、沿Y轴取多个标记点，获取经过标记点且与Y轴垂直并与三维空间结构相交的三维空间分布信息在Y轴的分量信息；

具体的，在Y轴上取j个点，j为正面图像信息中图像所占据的像素垂直长度m，则分别获取经过j个点且与U轴垂直并与三维空间结构相交的Y轴分量信息，即：

其中，K_j＝H_b(j)/max(H_b)。

由此可得到曲线组

并进一步获得三维空间分布信息，如4所示，即：

其中，i＝1,2,...n；j＝1,2,...,m。

步骤S400中，根据三维空间分布信息获得待测电池的当前体积，并根据当前体积与待测电池的标准体积得到待测电池的形变量。

具体为，由步骤S306获得待测电池的三维空间分布信息后，可得当前待测电池的体积为：

其中，n＝3755,m＝3509；

可结合(8)式、(9)式、S301、S302及S303中所述的内容获得；11.7/n，9.8/m是把像素单位转换成cm单位。

最后将获得的待测电池的当前体积V和待测电池的标准体积V₀作对比后得到待测电池的形变量，完成电池检测的过程。

综上所述，本发明实施例中一种电池检测方法解决了现有技术电池检测需要操作人员对待测电池进行充放电导致耗时长、效率低的技术问题，提供了一种可靠、高效的电池检测方法。

实施例二：

参照图5，本发明实施例提供了一种电池检测装置，其包括：

图像获取预处理模块，用于获取待测电池的正面图像信息和左侧图像信息，并分别对正面图像信息和左侧图像信息进行预处理；

轮廓曲线计算模块，用于根据预处理的结果获得正面图像信息对应的正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线及左侧图像信息对应的左侧面上轮廓曲线、左侧面下轮廓曲线；

三维空间分布信息计算模块，根据正面上轮廓曲线、正面下轮廓曲线、左侧面上轮廓曲线和左侧面下轮廓曲线获得待测电池的三维空间分布信息；

待测电池形变计算模块，用于三维空间分布信息获得待测电池的当前体积，并根据当前体积与待测电池的标准体积得到待测电池的形变量。

此外，本发明实施例中电池检测装置还包括：

待测电池级别划分模块，用于根据形变量的大小对待测电池进行分级。

本发明实施例中提供的一种电池检测装置，其实现的过程原理可与实施例一中的电池检测方法实现的过程原理相互参照对应，在此不做赘述。

本发明实施例中一种电池检测装置，其解决了现有技术中需要操作人员对待测电池进行充放电导致耗时长、效率低的技术问题，提供了一种基于图像检测的、高效的电池检测装置。

实施例三：

本发明实施例提供了一种电池检测系统，其包括第一图像获取装置、第二图像获取装置、传动装置和处理器；

传动装置用于传动待测电池；

第一图像获取装置用于获取待检测电池的正面图像信息，并将正面图像信息传输至处理器；

第二图像获取装置用于获取待检测电池的左侧图像信息，并将左侧图像信息传输至处理器；

处理器根据接收的正面图像信息和左侧图像信息执行如实施例一所述的电池检测方法。

具体的，本发明实施例中，传动装置包括横向传送带和纵向传送带，横向传送带的侧边设置有第一图像获取装置用于获取待测电池在横向传送带上传输时的正面图像信息，纵向传送带的一侧设置有第二图像获取装置，用于获取待测电池在纵向传送带上传输是的左侧图像信息，本发明实施例中，第一图像获取装置和第二图像获取装置均为摄像机，摄像机与处理器连接将获取的正面图像信息和左侧图像信息发送至处理器，处理器接收到图像后执行如实施例一中所述的电池检测方法检测出待测电池的形变量。

另外，还可通过在纵向传送带末端设置分类分流模块，分类分流模块与处理器连接，处理器根据计算的待测电池的形变量来控制分类分流模块对待测电池进行分级，以根据待测电池分级的梯次不同，标记待测电池对应的用途。

综上，本发明实施例一种电池检测系统，解决了现有技术中电池检测需要操作人员对待测电池进行充放电导致耗时长、效率低的技术问题，提供了一种高效、自动化的电池检测系统。

实施例四：

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的电池检测方法。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。