电池检测机构及电池检测方法

技术领域

本发明涉及钢扣电池检测技术领域，特别涉及一种电池检测机构及电池检测方法。

背景技术

尺寸检测是钢扣电池生产检测过程中不可缺少的一部分，电池尺寸的控制直接影响电池的性能。在现有技术中，2D检测相机只能拍摄相机视角内的物体，不能检测物体到相机的距离，只能凭感觉感知物体的远近，没有明确的数据。如CCD相机电池检测装置等只能检测工位上特定视角下电池单个方位的外观尺寸，对于该视角下的其他3维尺寸则无法检测。需要检测多方位电池尺寸时，需要在多个方位布置CCD相机电池检测装置。多个CCD相机电池检测装置的布置使得电池检测系统体积大、布局困难、成本高、检测效率低下，无法简洁高效的检测电池尺寸。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池检测机构，能够简洁高效的检测电池尺寸。

为实现上述目的，本发明提出一种电池检测机构，用于测量纽扣电池尺寸。该电池检测机构包括第一拍摄组件、第二拍摄组件以及处理器。第一拍摄组件用拍摄纽扣电池的第一图像。第二拍摄组件包括激光器以及摄像头，激光器用于向纽扣电池投射结构光，摄像头用于拍摄纽扣电池的第二图像。处理器用于获取第一图像以及第二图像，并根据第一图像得到纽扣电池的直径尺寸、根据第二图像得到纽扣电池的高度尺寸。

在一些实施例中，电池检测机构还包括移动组件，移动组件用于承载纽扣电池，结构光相机配置为移相法结构光相机，以第一拍摄组件指向第二拍摄组件的方向为第一方向，移动组件用于使纽扣电池能够沿第一方向移动。

在一些实施例中，第一拍摄组件与第二拍摄组件沿第一方向相邻布置。

在一些实施例中，移动组件包括夹具，夹具包括夹紧部以及定位部，以第一拍摄组件指向结构光相机的方向为第一方向，定位部限制出沿第一方向布置的凹槽，凹槽用于放置纽扣电池，夹紧部配置为在外力作用下驱动定位部夹紧纽扣电池。

在一些实施例中，第一拍摄组件包括第一相机以及背光源，第一相机与背光源一一对应设置，背光源设于纽扣电池背离第一相机一侧，第一相机用于拍摄纽扣电池直径尺寸。

在一些实施例中，移动组件包括透光件，透光件用于承载纽扣电池，背光源设于透光件背离纽扣电池一侧，第一相机设于玻璃靠近纽扣电池一侧。

在一些实施例中，透光件配置为光学玻璃，光学玻璃透光率A满足：A≥90％。

为实现上述目的，本发明还提出一种电池检测方法，该电池检测方法包括：

第一拍摄组件拍摄纽扣电池的第一图像；

激光器向纽扣电池投射结构光；

摄像头拍摄纽扣电池的第二图像；

处理器获取第一图像并根据第一图像得到纽扣电池的直径尺寸；

处理器获取第二图像并根据第二图像得到纽扣电池的高度尺寸。

在一些实施例中，处理器获取第一图像并根据第一图像得到纽扣电池的直径尺寸的步骤包括：

处理器根据第一图像得到纽扣电池的第一相位信息；

根据第一相位信息确定纽扣电池的直径尺寸。

在一些实施例中，处理器获取第二图像并根据第二图像得到纽扣电池的高度尺寸的步骤包括：

处理器根据第二图像得到纽扣电池的第二相位信息；

根据第二相位信息确定纽扣电池高度基准值Z0；

根据第二相位信息确定纽扣电池表面高度值Z1；

求出纽扣电池表面高度值Z1与纽扣电池高度基准值Z0的差值，获得纽扣电池的实际高度Z2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在本申请的电池检测机构中，第一拍摄组件拍摄获取到第一图像，处理器根据第一拍摄图像获取得到纽扣电池的直径信息。第二拍摄组件拍摄获取到第二拍摄图像。由于第二拍摄组件具有激光器，激光器能够向纽扣电池投射结构光，摄像头拍摄结构光照射下的纽扣电池，进而使得第二拍摄组件能够拍摄到关于纽扣电池的具有深度信息的第二图像。处理器根据第二图像可以直接得到纽扣电池的高度信息，进而实现对纽扣电池的全尺寸检测。由于具有能够通过结构光得到纽扣电池的高度信息的第二拍摄组件，本申请的电池检测机构能够大大降低了电池检测设备各部分的布置难度以及复杂度，能够有效简化电池检测设备，降低电池检测系统的成本、提高电池检测效率以及准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中电池检测机构的结构示意图；

图2为图1的I处的局部放大示意图；

图3为本发明一实施例电池检测方法的流程图；

图4为本发明另一实施例中电池检测方法的流程图。

附图标号说明：

100-电池检测机构；

110-第一拍摄组件；111-第一相机；112-背光源；

120-第二拍摄组件；121-激光器；122-摄像头；

130-处理器；

140-移动组件；141-夹具；1411-夹紧部；1412-定位部；1413-凹槽；142-透光件；

X-第一方向；

200-纽扣电池。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”、“且/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

尺寸检测是钢扣电池生产过程中不可缺少的一部分，电池尺寸的控制直接影响电池的性能。在现有技术中，2D检测相机只能拍摄相机视角内的物体，不能检测物体到相机的距离，只能凭感觉感知物体的远近，没有明确的数据。如CCD相机电池检测装置等只能检测工位上特定视角下电池单个方位的外观尺寸，对于该视角下的其他3维尺寸则无法检测。需要检测多方位电池尺寸时，需要在多个方位布置CCD相机电池检测装置。多个CCD相机电池检测装置的布置使得电池检测系统体积大、布局困难、成本高、检测效率低下，无法简洁高效的检测电池尺寸。

为解决上述技术问题，如图1至图2所示，本申请提出一种电池检测机构100，该电池检测机构100用于测量纽扣电池200尺寸。该电池检测机构100包括第一拍摄组件110、第二拍摄组件120、结构光相机以及处理器130。

如图1所示，第一拍摄组件110用于拍摄纽扣电池200的第一图像，以获取测量纽扣电池200的直径尺寸。其中，第一拍摄组件110可以沿平行于纽扣电池200轴线的方向拍摄纽扣电池200的第一图像，进而直接获得纽扣电池200直径尺寸。第一拍摄组件110也可以以与纽扣电池200轴线的方向具有一定夹角的方向拍摄纽扣电池200的第一图像，通过特点倾斜角度对所拍摄的第一图像进行分析，进而得到纽扣电池200直径尺寸。可以理解的是，第一拍摄组件110可以配置为传统的2D拍摄相机，如CCD相机等，此处不作限制。

如图1所示，第二拍摄组件120包括激光器121以及摄像头122，激光器121用于向纽扣电池200投射结构光，摄像头122用于拍摄纽扣电池200的第二图像。此处第二拍摄组件120可以是任意一种能够实现深度测量的深度相机，如结构光相机、时间飞行法深度相机、双目立体深度相机等。为便于说明，本说明书以结构光相机为例对本申请进行说明。具体的，测量时，激光器121发射出红外光到被测物体表面，然后通过一个或多个摄像头122拍摄被测物体，进而采集结构光图像。结构光相机将数据发送到处理器130，处理器130通过三角测量原理计算获取位置和深度信息，从而实现对物体的3D重建。可以理解的是，结构光顾名思义即是将光结构化，结构光具有多种投影图案方式，如正弦条纹的相移法、二进制编码的格雷码或是相移法与格雷码结合等多种形式。结构光相机属于深度相机，深度相机可以测量物体到相机的距离，进而测量出不同点之间的深度。结构光相机可获取物体到相机的距离信息，加之2D平面的X，Y坐标，处理器130可计算出每个点的三维坐标，因此通过结构光相机可以有效辅助识别物体的三维信息。

如图1所示，处理器130用于获取第一图像以及第二图像，并根据第一图像得到纽扣电池200的直径尺寸、根据第二图像得到纽扣电池200的高度尺寸。

在本申请的电池检测机构100中，第一拍摄组件110拍摄获取到第一图像，处理器130根据第一拍摄图像获取得到纽扣电池200的直径信息。由于第二拍摄组件具有激光器121，激光器121能够向纽扣电池200投射结构光，摄像头122拍摄结构光照射下的纽扣电池，进而使得第二拍摄组件能够拍摄到关于纽扣电池的具有深度信息的第二图像。处理器130根据第二图像可以直接得到纽扣电池200的高度维信息，进而实现对纽扣电池200的全尺寸检测。由于具有能够通过结构光得到纽扣电池200的高度信息的第二拍摄组件120，本申请的电池检测机构100能够有效减少电池检测的部件，降低电池检测系统的成本、提高电池检测效率以及准确性。

在不同的实施例中，根据不同的使用需求，也可以采用不同的结构光对纽扣电池200进行深度测量。在现有技术中，常采用线激光技术测量物体深度。线激光技术和移相法结构光技术都是基于三角测量原理对物体进行深度测量，因此二者的静态点测量精度相近。但由于线激光技术投射的激光为线型激光，线性激光照射的物体有限，因此，测量物体时需要移动拼接物体各部分的数据才能得到完整的物体3D数据。而结构光技术投射的激光为面状激光，被照射的物体不需要移动拼接就能产生3D数据。因此，对于静态面阵3D检测，结构光技术相比线激光技术有着显著的优势。采用线激光技术实现3D扫描需要在移动中通过编码器的反馈信号连续触发线激光传感器，以产生检测数据。其检测精度和速度受到机械移动及反馈系统的影响，在设计过程中，需要对速度和精度进行平衡和取舍，以实现最佳的检测效果。在设备调试过程中，必须对每一台设备进行严格的校准和测试，进而确保运动装置运行精准。这也导致在设备长期运行过程中，还需考虑运动装置的寿命和维护问题。移相法结构光技术无需移动测头或被测物体就能完成面扫描，不但节省了高精度移动部件的物料成本，安装调试和后期维护也更简便。

如图1所示，在本实施例中，结构光相机配置为移相法结构光相机，电池检测机构100还包括移动组件140，移动组件140用于承载纽扣电池200，结构光相机配置为移相法结构光相机，以第一拍摄组件110指向第二拍摄组件120的方向为第一方向X，移动组件140用于使纽扣电池200能够沿第一方向X移动。结构光相机通过一次扫描即可获得纽扣电池200的高度信息，移动组件140将测量完的纽扣电池200沿第一方向X输送至下一测量点，移相法结构光相机与移动组件140的配合使得纽扣电池200在测量完深度信息后能够立即进入下一测量工序，这大大提高了纽扣电池200的测量速度。为保证移动组件140的移动精度，移动组件140还可以配置为精密滑台，并配有直线电机模组，此处不做限制。

如图1所示，在上述的实施例中，根据不同的使用需求，第一拍摄组件110与结构光相机可以以任意便于拍摄纽扣电池200的角度组合安装。在不同的实施例中，第一拍摄组件110与第二拍摄组件120沿第一方向X相邻布置，具体的，纽扣电池200可以先由第一拍摄组件110拍摄出第一图像，再通过移动组件140送至设有第二拍摄组件120处，进而通过第二拍摄组件120拍摄出第二图像。纽扣电池200也可以先由第二拍摄组件120拍摄出第二图像，再通过移动组件140送至设有第一拍摄组件110处，进而通过第一拍摄组件110拍摄出第一图像。在本实施例中，第一拍摄组件110与第二拍摄组件120沿第一方向X相邻布置，具体的，纽扣电池200可以先由第一拍摄组件110拍摄出第一图像，再通过移动组件140沿第一方向X送至设有第二拍摄组件120处，进而通过第二拍摄组件120拍摄出第二图像。第一拍摄组件110与第二拍摄组件120相邻设置能够有效提高纽扣电池200的检测效率。

如图2所示，在不同的实施例中，为保证移动组件140在转移纽扣电池200时的稳定性，移动组件140可以设有夹紧机构。在本实施例中，移动组件140包括夹具141，夹具141包括夹紧部1411以及定位部1412，定位部1412限制出沿第一方向X布置的凹槽1413，凹槽1413用于放置纽扣电池200，夹紧部1411配置为在外力作用下驱动定位部1412夹紧纽扣电池200。在不同的实施例中，定位部1412限制出的凹槽1413形状可以有所不同，具体的，凹槽1413可以是呈圆弧状，也可以呈三角状，此处不作限制。

如图1所示，在不同的实施例中，为增强第一拍摄组件110的拍摄准确度，第一拍摄组件110可以设有去辅助光源。可以理解的是，在不同的实施例中，第一拍摄组件110可以采用不同的摄像机，具体的在本实施例中，第一拍摄组件110包括工业相机和双远心镜头，双远心镜头连接于工业摄像机，双远心镜头的设置能够有效提高纽扣电池200直径的拍摄精度，此处不再赘述。具体的，在本实施例中，第一拍摄组件110包括第一相机111以及背光源112，第一相机111与背光源112一一对应设置，背光源112设于纽扣电池200背离第一相机111一侧，第一相机111用于拍摄纽扣电池200直径尺寸。也就是说，可以由工业相机以及双远心镜头共同组成第一相机111，纽扣电池200远离第一相机111一侧设有背光源112，背光源112能够有效提高纽扣电池200所处的环境亮度，且能够有效提高纽扣电池200在第一相机111一侧成像清晰度，进而提高第一拍摄组建的测量精度。

如图2所示，在不同的实施例中，为了增强移动组件140设置背光源112的便捷性，移动组件140可以设有透光件。在本实施例中，移动组件140包括透光件，透光件用于承载纽扣电池200，背光源112设于透光件背离纽扣电池200一侧，第一相机111设于玻璃靠近纽扣电池200一侧。使用时，纽扣电池200放置于透光件上，背光源112设于透光件背离纽扣电池200的一侧，透光件为纽扣电池200提供了稳定的承载平台，大大提高了纽扣电池200测量时的稳定性。需要说明的是，透光件可以具有基准图案，结构光相机可以将该透光件上的基准图案走位纽扣电池200高度基准。

在不同的实施例中，为满足不同的使用需求，透光件的透光能力可以有所不同。在本实施例中，透光件配置为光学玻璃，光学玻璃的透光率A满足：A≥90％。优选地，光学玻璃的透光率可以是90％、91％、93％、93.5％、99％或100％，此处不作限制。

如图3至图4所示，本申请另一方面还提供了一种电池测量方法，应用于上述任一实施例的电池检测机构100。

如图3所示，该电池检测方法包括：

S101：第一拍摄组件110拍摄纽扣电池200的第一图像；

S102：激光器121向纽扣电池200投射结构光；

S103：摄像头122拍摄投射有结构光的纽扣电池200的第二图像；

S104：处理器130获取第一图像并根据第一图像得到纽扣电池200的直径尺寸；

S105：处理器130获取第二图像并根据第二图像得到纽扣电池200的高度尺寸。

在本申请的电池检测方法中，首先第一拍摄组件110可以根据配置的拍摄设备型号不同而以不同的方法获得第一图像，具体的第一拍摄组件110可以是任意满足拍摄要求的2D，也可以是任意可以测出直径的深度相机，此处不做限制。可以理解的是，结构光的投射类型及方法也可以有所不同，摄像头122为深度摄像机摄像头122，处理器130的处理方法也可以有所不同，此处不再赘述。本电池检测方法中，第一拍摄组件110拍摄获取到第一图像，处理器130根据第一拍摄图像获取得到纽扣电池200的直径信息。第二拍摄组件120拍摄获取到第二拍摄图像，通过激光器121以及摄像头122的配合，能够拍摄到具有去深度信息的第二图像，处理器130根据第二图像可以直接得到纽扣电池200的高度维信息，进而实现对纽扣电池200的全尺寸检测。本申请的电池检测机构100能够有效减少电池检测的部件，降低电池检测系统的成本、提高电池检测效率以及准确性。

在不同的实施例中，处理器130获取第一图像并根据第一图像得到纽扣电池200的直径尺寸的方法可以有所不同。具体的，在本实施例中，处理器130获取第一图像并根据第一图像得到纽扣电池200的直径尺寸的步骤包括：

处理器130根据第一图像得到纽扣电池200的第一相位信息；

根据第二相位信息确定纽扣电池200的直径尺寸。

在不同的实施例中，根据不同的处理需求，处理器130获取第二图像并根据第二图像得到纽扣电池200的高度尺寸的方法可以有所不同。具体的，在本实施例中，处理器130获取第二图像并根据第二图像得到纽扣电池200的高度尺寸的步骤包括：

处理器130根据第二图像得到纽扣电池200的第一相位信息；

根据第一相位信息确定纽扣电池200高度基准值Z0；

根据第一相位信息确定纽扣电池200表面高度值Z1；

求出纽扣电池200表面高度值Z1与纽扣电池200高度基准值Z0的差值，获得纽扣电池200的实际高度Z2。

如图4所示，根据上述实施例，电池检测方法包括以下具体步骤：

S201：第一拍摄组件110拍摄纽扣电池200的第一图像；

S202：激光器121向纽扣电池200投射结构光；

S203：摄像头122拍摄纽扣电池200的第二图像；

S204：处理器130根据第一图像得到纽扣电池200的第一相位信息；

S205：根据第二相位信息确定纽扣电池200的直径尺寸；

S206：处理器130根据第二图像得到纽扣电池200的第二相位信息；

S207：根据第二相位信息确定纽扣电池200高度基准值Z0；

S208：根据第二相位信息确定纽扣电池200表面高度值Z1；

S209：求出纽扣电池200表面高度值Z1与纽扣电池200高度基准值Z0的差值，获得纽扣电池200的实际高度Z2。

第一拍摄组件110拍摄获取到第一图像，处理器130根据第一拍摄图像获取得到纽扣电池200的直径信息。第二拍摄组件120拍摄获取到第二拍摄图像，通过激光器121以及摄像头122的配合，能够拍摄到具有去深度信息的第二图像，处理器130根据第二图像可以直接得到纽扣电池200的高度维信息，进而实现对纽扣电池200的全尺寸检测。本申请的测量方法将结构光相机的应用于纽扣电池200的检测中，进而使得纽扣电池的检测步骤大大简化，效率与精度显著提高，有利于提高纽扣电池的生产效率及质量。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。