一种电芯卷绕校准方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯卷绕校准方法及设备。

背景技术

现有电池的电芯可以通过层叠或卷绕形成，卷绕电芯包括极片和隔膜，隔膜主要用于阻隔极片，避免极片之间发生接触而造成短路，因此卷绕电芯在卷绕过程中需要保证隔膜与极片边缘之间的距离满足要求。

本申请发明人在研究中发现，目前电芯在卷绕过程中，通常设定好图像采集装置的焦距后，通过图像采集装置对电芯表面进行成像，实现对极片与隔膜边缘之间距离的检测，但是随着电芯的卷绕，其厚度相应增加，使得图像采集装置设定的焦距与图像采集装置至电芯的实际距离之间发生偏差，造成图像模糊、虚化等问题，从而出现检测出错的情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种电芯卷绕校准方法及设备，以提高对电芯边缘位置检测的准确性，实现电芯卷绕校准时的精确性。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种电芯卷绕校准方法，包括：获取第一基准线与第二基准线之间的第一基准距离，第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变；获取第一基准距离所包含的基准像素数，根据第一基准距离和第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离；获取卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，根据卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材边缘的实时位置信息；根据卷绕基材边缘的实时位置信息对卷绕基材进行校准。

本申请根据获取的第一基准线与第二基准线之间的第一基准距离以及第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，并且第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变，因此即使卷绕基材随着卷绕过程厚度增加，物距发生变化，采集的图像分辨率随之改变，依然可以准确无误地确定单个像素所对应的实际距离。由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，因此第一基准线和第二基准线在成像中更加容易识别，并且为了避免由于图像虚化以及隔膜与极片边缘之间距离过小而造成隔膜与极片边缘之间距离较难识别清楚，通过读取卷绕基材中隔膜及极片边缘至第一基准线或第二基准线之间距离所包含的像素数，并结合单个像素所对应的实际距离，以准确无误地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，进而对卷绕基材的边缘准确有效地进行校准，保证卷绕基材卷绕的合格率。

在一种可选的方式中，第一基准距离所包含的基准像素数至少为一个。第一基准距离所包含的基准像素数至少为一个是指在图像采集单元对卷绕基材进行采集的图像中，第一基准线和第二基准线之间的距离至少为一个像素块，目的是保证可以准确地得出单个像素所对应的实际距离，避免由于图像中第一基准距离过小造成第一基准距离所包含的基准像素数获取失败或出错。

在一种可选的方式中，卷绕基材包括已经完成卷绕操作的已卷绕层和即将进行卷绕操作的待卷绕层；第一基准线和第二基准线为在已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面形成的相互平行的标识线。卷绕基材一般依次分为正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜，隔膜的表面积要比正积极片和负极极片的表面积大，以保证隔膜将正积极片和负极极片完全隔离，避免极片间发生接触造成短路风险。隔膜一般具有一定的透明性，而极片不具有透明性，因此，考虑到从卷绕基材的一面采集图像时，仅能看到一个极片和一个隔膜的边缘，远离图像采集单元的极片和隔膜无法采集到其边缘，本申请通过在已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面均形成第一基准线和第二基准线，并一次同时对已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面进行图像采集，分别实现对两个极片和两个隔膜边缘的图像采集和识别。

在一种可选的方式中，获取第一基准距离所包含的基准像素数，根据第一基准距离和第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，包括：在待卷绕层内侧面获取第一基准距离所包含的第一基准像素数，根据第一基准距离和第一基准像素数确定单个像素所对应的第一实际距离；在已卷绕层外侧面获取第一基准距离所包含的第二基准像素数，根据第一基准距离和第二基准像素数确定单个像素所对应的第二实际距离。通过分别对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面进行图像采集获得待卷绕层内侧面的图像和已卷绕层外侧面的图像，在待卷绕层内侧面图像和已卷绕层外侧面图像中获取第一基准距离所包含的第一基准像素数和第二基准像素数，根据第一基准距离和第一基准像素数、第二基准像素数，确定两个图像中单个像素所对应的第一实际距离和第二实际距离，可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于提升对卷绕基材边缘位置检测的精准度。

在一种可选的方式中，获取卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，包括：分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数。分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，进而实现对卷绕基材中两个极片和两个隔膜边缘的位置信息的精确检测。

在一种可选的方式中，方法进一步包括：获取第三基准线与第四基准线之间的第二基准距离，第三基准线和第四基准线位于卷绕基材上与第一基准线和第二基准线相对的一端，为相互平行的标识线，第二基准距离在电芯卷绕过程中保持不变。通过在卷绕基材一端的表面形成第一基准线和第二基准线，另一端形成第三基准线和第四基准线，从而保证当需要对卷绕基材两端的边缘分别成像时，每个图像中均具有双基准线，进而保证检测的准确性，并且可以减小图像采集单元的取景成像的面积，优化采集的图像，提高检测的精度。

在一种可选的方式中，获取第三基准线与第四基准线之间的第二基准距离之后，进一步包括：获取第二基准距离所包含的基准像素数，根据第二基准距离和第二基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离。通过获取图像中第二基准距离所包含的基准像素数，根据第二基准距离和第二基准距离所包含的基准像素数，确定该图像中单个像素所对应的实际距离，进而在该图像中实现对卷绕基材另一端边缘的位置检测。

在一种可选的方式中，方法进一步包括：获取卷绕基材边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数。通过获取卷绕基材边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，结合单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材另一端的边缘与第三基准线或第四基准线之间的实际距离，得到卷绕基材另一端边缘的实时位置信息，进而判断卷绕基材另一端边缘的位置是否需要校准。

在一种可选的方式中，获取第二基准距离所包含的基准像素数，根据第二基准距离和第二基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，包括：在待卷绕层内侧面获取第二基准距离所包含的第三基准像素数，根据第二基准距离和第三基准像素数确定单个像素所对应的第三实际距离；在已卷绕层外侧面获取第二基准距离所包含的第四基准像素数，根据第二基准距离和第四基准像素数确定单个像素所对应的第四实际距离。通过在待卷绕层内侧面获取第二基准距离所包含的第三基准像素数，根据第二基准距离和第三基准像素数，确定单个像素所对应的第三实际距离；在已卷绕层外侧面获取第二基准距离所包含的第四基准像素数，根据第二基准距离和第四基准像素数，确定单个像素所对应的第四实际距离，解决了由于图像采集范围有限而造成卷绕基材两侧无法同时采集到一张图像上的问题，并且可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面以及每一端均分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的两端边缘成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于进一步提升对卷绕基材两端边缘位置检测的精准度。

在一种可选的方式中，获取卷绕基材边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，包括：分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数。分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，进而实现对卷绕基材中两个极片和两个隔膜其中一端边缘的位置信息更进一步的精确检测。

在一种可选的方式中，分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数之后，进一步包括：根据待卷绕层内侧面的边缘和已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第三实际距离及第四实际距离，确定待卷绕层内侧面的边缘和已卷绕层外侧面的边缘的实时位置信息。通过根据待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第三实际距离，确定待卷绕层内侧面的边缘的实时位置信息；根据已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第四实际距离，确定已卷绕层外侧面的边缘的实时位置信息，实现对待卷绕层内侧面边缘和已卷绕层外侧面边缘的位置准确检测，为后续对卷绕基材的校准提供有效数据支持，便于一次校准到位，提高卷绕基材卷绕成功率。

在一种可选的方式中，卷绕基材由内侧面至外侧面依次为第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜；分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，包括：在待卷绕层内侧面上，获取第一极片一端边缘和第一隔膜一端边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的第一实际像素数；在已卷绕层外侧面上，获取第二极片一端边缘和第二隔膜一端边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的第二实际像素数；分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，包括：在待卷绕层内侧面上，获取第一极片另一端边缘和第一隔膜另一端边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的第三实际像素数；在已卷绕层外侧面上，获取第二极片另一端边缘和第二隔膜另一端边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的第四实际像素数。通过获取第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端边缘至基准线之间距离所包含的实际像素数，结合前面求得的每个图像中单个像素所对应的实际距离，可以分别求出第一极片边缘、第一隔膜边缘至第一基准线或第二基准线的实际距离，第二极片、第二隔膜至第三基准线或第四基准线的实际距离，进而求得极片与极片边缘之间的距离以及极片与隔膜边缘之间的距离，从而确定极片和隔膜的边缘位置是否准确。

在一种可选的方式中，根据卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材边缘的实时位置信息，包括：根据第一实际像素数和第一实际距离，确定第一极片一端和第一隔膜一端的实时位置信息；根据第二实际像素数和第二实际距离，确定第二极片一端和第二隔膜一端的实时位置信息；根据待卷绕层内侧面的边缘和已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第三实际距离及第四实际距离，确定待卷绕层内侧面的边缘和已卷绕层外侧面的边缘的实时位置信息，包括：根据第三实际像素数和第三实际距离，确定第一极片另一端和第一隔膜另一端的实时位置信息；根据第四实际像素数和第四实际距离，确定第二极片另一端和第二隔膜另一端的实时位置信息。通过根据第一实际像素数和第一实际距离、第二实际像素数和第二实际距离、第三实际像素数和第三实际距离以及第四实际像素数和第四实际距离，分别确定第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端的实时位置信息，进而可以将第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端的实时位置信息与标准位置进行比较，判断第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜的位置是否需要校准，保证卷绕基材卷绕的成功率。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种电芯卷绕校准设备，包括：卷绕单元、光束发射单元、图像采集单元、控制单元和校准单元；卷绕单元用于绕设卷绕基材；光束发射单元设置于卷绕单元的一侧，用于在卷绕基材上形成第一基准线和第二基准线，第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，第一基准线和第二基准线之间的距离为第一基准距离，第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变；图像采集单元设置于卷绕单元的一侧，用于对卷绕基材进行图像采集，并将采集到的图像发送给控制单元；控制单元用于根据图像采集单元采集的图像获取第一基准距离所包含的基准像素数，并根据第一基准距离和第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离；控制单元还用于根据图像采集单元采集的图像获取卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，根据卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材边缘的实时位置信息，将卷绕基材边缘的实时位置信息发送给校准单元；校准单元用于根据实时位置信息对卷绕基材进行校准。

本申请控制单元根据从图像采集单元采集的图像中获取的第一基准线与第二基准线之间的第一基准距离以及第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，由于第一基准线和第二基准线为通过光束发射单元在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，并且第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变，因此即使卷绕基材随着卷绕过程厚度增加，物距发生变化，采集的图像分辨率随之改变，依然可以准确无误地确定单个像素所对应的实际距离。由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，因此第一基准线和第二基准线在成像中更加容易识别，并且为了避免由于图像虚化以及隔膜与极片边缘之间距离过小而造成隔膜与极片边缘之间距离较难识别清楚，通过读取卷绕基材中隔膜及极片边缘至第一基准线或第二基准线之间距离所包含的像素数，并结合单个像素所对应的实际距离，以准确无误地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，进而通过校准单元对卷绕基材的边缘准确有效地进行校准，保证卷绕基材卷绕的合格率。

在一种可选的方式中，图像采集单元的最小可识别距离小于或等于第一基准距离。将图像采集单元的最小可识别距离设置为小于或等于第一基准距离，目的是保证可以准确地得出单个像素所对应的实际距离，避免由于图像采集单元采集的图像中第一基准距离过小造成第一基准距离所包含的基准像素数获取失败或出错。

在一种可选的方式中，光束发射单元包括排列设置的第一线性光束发射器和第二线性光束发射器；第一线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面形成第一基准线；第二线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面形成第二基准线。卷绕基材一般依次分为正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜，隔膜的表面积要比正积极片和负极极片的表面积大，以保证隔膜将正积极片和负极极片完全隔离，避免极片间发生接触造成短路风险。隔膜一般具有一定的透明性，而极片不具有透明性，因此，考虑到从卷绕基材的一面采集图像时，仅能看到一个极片和一个隔膜的边缘，远离图像采集单元的极片和隔膜无法采集到其边缘，本申请通过在已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面均形成第一基准线和第二基准线，并一次同时对已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面进行图像采集，分别实现对两个极片和两个隔膜边缘的图像采集和识别。

在一种可选的方式中，图像采集单元包括沿与卷绕单元的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第一相机和第二相机；第一相机用于对待卷绕层内侧面进行图像采集；第二相机用于对已卷绕层外侧面进行图像采集。图像采集单元包括沿与卷绕单元的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第一相机和第二相机，实现分别对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面进行图像采集，从而分别获得待卷绕层内侧面的图像和已卷绕层外侧面的图像，在待卷绕层内侧面图像和已卷绕层外侧面图像中获取第一基准距离所包含的第一基准像素数和第二基准像素数，根据第一基准距离和第一基准像素数、第二基准像素数，确定两个图像中单个像素所对应的第一实际距离和第二实际距离，可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于提升对卷绕基材边缘位置检测的精准度。

在一种可选的方式中，光束发射单元还包括排列设置的第三线性光束发射器和第四线性光束发射器，第三线性光束发射器、第四线性光束发射器与第一线性光束发射器、第二线性光束发射器分别对准卷绕基材的两端；第一线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面的一端和待卷绕层内侧面的一端形成第一基准线；第二线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面的一端和待卷绕层内侧面的一端形成第二基准线；第三线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面的另一端和待卷绕层内侧面的另一端形成第三基准线；第四线性光束发射器用于在卷绕基材的已卷绕层外侧面的另一端和待卷绕层内侧面的另一端形成第四基准线；第三基准线和第四基准线为相互平行的标识线，第三基准线和第四基准线之间的距离为第二基准距离，第二基准距离在电芯卷绕过程中保持不变。通过在卷绕基材一端的表面形成第一基准线和第二基准线，另一端形成第三基准线和第四基准线，从而保证当需要对卷绕基材两端的边缘分别成像时，每个图像中均具有双基准线，进而保证检测的准确性，并且可以减小图像采集单元的取景成像的面积，优化采集的图像，提高检测的精度。

在一种可选的方式中，图像采集单元还包括沿与卷绕单元的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第三相机和第四相机，第三相机、第四相机与第一相机、第二相机分别对准卷绕基材的两端；第一相机用于对待卷绕层内侧面的一端边缘进行图像采集；第二相机用于对已卷绕层外侧面的一端边缘进行图像采集；第三相机用于对待卷绕层内侧面的另一端边缘进行图像采集；第四相机用于对已卷绕层外侧面的另一端边缘进行图像采集。通过将图像采集单元设置为第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，第三相机、第四相机与第一相机、第二相机分别对准所述卷绕基材的两端，解决了由于图像采集范围有限而造成卷绕基材两侧无法同时采集到一张图像上的问题，并且可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面以及每一端均分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的两端边缘成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于进一步提升对卷绕基材两端边缘位置检测的精准度。

在一种可选的方式中，第一相机用于通过待卷绕层内侧面对卷绕基材的第一极片一端边缘和第一隔膜一端边缘进行图像采集；第二相机用于通过已卷绕层外侧面对卷绕基材的第二极片一端边缘和第二隔膜一端边缘进行图像采集；第三相机用于通过待卷绕层内侧面对卷绕基材的第一极片另一端边缘和第一隔膜另一端边缘进行图像采集；第四相机用于通过已卷绕层外侧面对卷绕基材的第二极片一端边缘和第二隔膜一端边缘进行图像采集。通过四个相机分别对第一极片、第一隔膜、第二极片及第二隔膜两端的边缘进行图像采集，从而分别计算得出第一极片边缘、第一隔膜边缘至第一基准线或第二基准线的实际距离，第二极片、第二隔膜至第三基准线或第四基准线的实际距离，进而求得极片与极片边缘之间的距离以及极片与隔膜边缘之间的距离，从而确定极片和隔膜的边缘位置是否准确。

在一种可选的方式中，光束发射单元还包括发射器导轨、第一发射器滑块和第二发射器滑块；发射器导轨与卷绕单元的卷绕轴线平行，第一发射器滑块及第二发射器滑块滑动设置于发射器导轨上；第一线性光束发射器和第二线性光束发射器均固定于第一发射器滑块，第三线性光束发射器和第四线性光束发射器均固定于第二发射器滑块。光束发射单元包括发射器导轨、第一发射器滑块和第二发射器滑块，发射器导轨与卷绕单元的卷绕轴线平行，通过将第一发射器滑块及第二发射器滑块滑动设置于发射器导轨上，第一线性光束发射器和第二线性光束发射器均固定于第一发射器滑块，第三线性光束发射器和第四线性光束发射器均固定于第二发射器滑块，使得可以通过在发射器导轨上滑动第一发射器滑块或第二发射器滑块，调整第一基准线、第二基准线与第三基准线、第四基准线之间的距离，从而可以根据不同宽度的卷绕基材相应调整两端基准线之间的距离，增加设备的兼容性。

在一种可选的方式中，图像采集单元还包括第一相机导轨、第二相机导轨、第一相机滑块、第二相机滑块、第三相机滑块和第四相机滑块；第一相机导轨和第二相机导轨均与卷绕单元的卷绕轴线平行；第一相机、第二相机、第三相机和第四相机分别固定于第一相机滑块、第二相机滑块、第三相机滑块和第四相机滑块；第一相机滑块和第三相机滑块滑动设置于第一相机导轨上，第二相机滑块和第四相机滑块滑动设置于第二相机导轨上。图像采集单元包括第一相机导轨、第二相机导轨、第一相机滑块、第二相机滑块、第三相机滑块和第四相机滑块，第一相机导轨和第二相机导轨均与卷绕单元的卷绕轴线平行，将第一相机、第二相机、第三相机和第四相机分别固定于第一相机滑块、第二相机滑块、第三相机滑块和第四相机滑块，第一相机滑块和第三相机滑块滑动设置于第一相机导轨上，第二相机滑块和第四相机滑块滑动设置于第二相机导轨上，通过调整第一相机导轨和第二相机导轨之间的距离可以实现对第一相机与第二相机之间距离、第三相机与第四相机之间距离的调整，通过在第一相机导轨上滑动第一相机滑块或第三相机滑块，实现对第一相机与第三相机之间距离的调整，通过在第二相机导轨上滑动第二相机滑块或第四相机滑块，实现对第二相机与第四相机之间距离的调整，从而可以根据不同宽度、不同厚度的卷绕基材相应调整图像采集区域的位置，增加电芯卷绕校准设备的兼容性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的成像测距原理示意图；

图2为本发明实施例提供的隔膜发生倾斜式的成像测距原理示意图；

图3为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的电芯卷绕校准设备的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法中获取的图像的示意图；

图6为图3中步骤S20至步骤S30的具体流程示意图；

图7为本发明另一实施例提供的电芯卷绕校准设备的结构示意图；

图8为本发明另一实施例提供的电芯卷绕校准方法中进一步的流程示意图；

图9为本发明又一实施例提供的电芯卷绕校准设备的结构示意图；

图10为图8中步骤S80和步骤S90的具体流程以及进一步的流程示意图；

图11为图6中步骤S41和步骤S42的具体流程以及进一步的流程示意图；

图12为图10中步骤S101和步骤S102的具体流程以及进一步的流程示意图；

图13a为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法中第一相机采集到的图像示意图；

图13b为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法中第二相机采集到的图像示意图；

图13c为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法中第三相机采集到的图像示意图；

图13d为本发明实施例提供的电芯卷绕校准方法中第四相机采集到的图像示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

物平面10，成像平面20，透镜光心30，焦点40，隔膜50，摆正位置51；

电芯卷绕校准设备100，卷绕单元110，光束发射单元120，第一基准线121，第二基准线122，第三基准线123，第四基准线124，第一线性光束发射器1201，第二线性光束发射器1202，第三线性光束发射器1203，第四线性光束发射器1204，发射器导轨1205，第一发射器滑块1206，第二发射器导轨1207，图像采集单元130，第一相机131，第二相机132，第三相机133，第四相机134，第一相机导轨135，第二相机导轨136，第一相机滑块1301，第二相机滑块1302，第三相机滑块1303，第四相机滑块1304，控制单元140，校准单元150；

卷绕基材200，已卷绕层210，待卷绕层220，第一极片201，第一极片一端边缘2011，第一极片另一端边缘2012，第一隔膜202，第一隔膜一端边缘2021，第一隔膜另一端边缘2022，第二极片203，第二极片一端边缘2031，第二极片另一端边缘2032，第二隔膜204，第二隔膜一端边缘2041，第二隔膜另一端边缘2042。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本发明实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

此外，技术术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

现有电芯在卷绕过程中，首先设定好图像采集装置的焦距，图像采集装置例如可以是相机、图像传感器等，获得物平面与像平面的之间的比例关系，通过该比例关系实现对卷绕电芯中极片与隔膜边缘之间的距离的测量。

具体地，请参阅图1，图中为图像采集装置成像测距的原理示意图。如图中所示，物平面10上A点与B点之间的距离为d

物平面10上A点与B点在成像平面20上分别为A’点和B’点，在成像平面20中A’点与B’点之间的距离为d

即

u为物距，即被采集的物平面10至图像采集装置的透镜光心30的距离，u在设置被采集物和图像采集装置的位置时可以测量得出；

f为焦距，即焦点40至透镜光心30的距离，f为在图像采集装置进行采集前标定的已知量；

v为像距，即透镜光心30至成像平面20之间的距离，通过成像公式：

可以得出v的值；

至此，已知d

得出

对于上述测距方式，电芯随着卷绕次数增加，其厚度相应增加，即物距u减小，而由于焦距固定，若电芯的厚度增加量较大，会造成图像虚化，从而由于隔膜和极片边缘距离较小，并且成像不清晰，影响到测量的准确性。

当采集图像时卷绕电芯的隔膜或极片存在倾斜时，会造成测距出错的情况。具体请参阅图2，图中为当隔膜50存在倾斜时图像采集装置的测距原理图，图中物平面10处的实线部分表示存在倾斜的隔膜50，物平面10处的虚线部分表示隔膜50贴合物平面10后所处的摆正位置51。

如图中所示，对隔膜50边缘正确的图像采集点本来应当是物平面10上的C点，但是由于隔膜50存在倾斜，因此实际的图像采集点变成了物平面10上的D点，从而造成隔膜50边缘采集错误，使后续对隔膜50与极片间的距离测量出错，若极片不存在倾斜，则测距误差为C点与D点之间的距离d

当隔膜或极片存在倾斜时，测距出错容易将合格的电芯视为不合格品而淘汰，将不合格的电芯视为合格品，存在过杀和漏杀风险。

基于上述问题，本申请发明人在研究中发现，在电芯的卷绕基材上形成两条相互平行的第一基准线和第二基准线，保证第一基准线和第二基准线之间的第一基准距离不变，通过获取第一基准线距离所包含的像素数，确定单个像素所对应的实际距离，进而可以准确有效地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，并根据实时位置信息进行校准。

即使随着卷绕次数增加，卷绕基材的厚度相应增加，图像出现虚化，但是由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的标识线，因此第一基准线和第二基准线在成像中更易识别，且卷绕基材的边缘至第一基准线或第二基准线的距离更大，在成像中更加容易进行像素读取和识别，由于第一基准距离固定不变，因此可以有效保证侧得的单个像素所对应的实际距离准确无误，进而准确地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，并进行校准。

当卷绕基材存在倾斜时，第一基准线和第二基准线由于在卷绕基材表面形成，因此也会随之倾斜，进而可以通过测量卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的像素数，准确地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，并进行校准。

请参阅图3，图中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法的流程。电芯卷绕校准方法包括：

S10：获取第一基准线与第二基准线之间的第一基准距离；

其中，第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变；

具体地，例如可以通过将光束发射单元对准卷绕基材设置，从而在卷绕基材表面形成两条相互平行的标识线；

S20：获取第一基准距离所包含的基准像素数；

具体地，可以通过图像采集单元，例如普通相机、线阵相机等，对卷绕基材表面进行图像采集，并通过控制单元获取采集的图像中第一基准距离所包含的基准像素数，即第一基准线与第二基准线之间的距离在采集的图像中所包含的像素块的数量；

S30：根据第一基准距离和第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离；

具体为：第一基准距离/第一基准距离所包含的基准像素数＝单个像素所对应的实际距离；

S40：获取卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数；

同理，通过图像采集单元对卷绕基材进行图像采集后，通过控制单元获取采集到的图像中卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间的距离所包含的像素块的数量，具体可以是隔膜边缘与第一基准线或第二基准线之间的距离所包含的像素块的数量，也可以是极片边缘与第一基准线或第二基准线之间的距离所包含的像素块的数量；

S50：根据卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材边缘的实时位置信息；

控制单元通过获取的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间的实际距离，从而确定卷绕基材边缘的实时位置信息，具体为：

实际像素数×单个像素所对应的实际距离＝卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间的实际距离；

S60：根据卷绕基材边缘的实时位置信息对卷绕基材进行校准；

具体可以为控制单元通过将卷绕基材边缘与第一基准线或第二基准线之间的实际距离与理论距离进行比较后，控制校准单元，例如机械手等，对卷绕基材边缘的位置进行调整校准。

请参阅图4，图中示出了本申请一实施例提供的采用电芯卷绕校准方法的电芯卷绕校准设备100的结构。电芯卷绕校准设备100包括：卷绕单元110、光束发射单元120、图像采集单元130、控制单元140和校准单元150。卷绕单元110用于绕设卷绕基材200，光束发射单元120用于在卷绕基材200上形成第一基准线121和第二基准线122，图像采集单元130用于对卷绕基材200进行图像采集，控制单元140用于获取图像数据进行分析检测，以确定卷绕基材200边缘的实时位置信息，并根据实时位置信息控制校准单元150对卷绕基材200的进行校准或控制卷绕单元110对卷绕基材200进行卷绕。

需要说明的是，在卷绕基材200的卷绕过程中，可以分别对每层进行如上步骤，当卷绕基材200边缘的实时位置信息正确时，控制单元140控制卷绕单元110对下一层卷绕基材200进行卷绕，并重复进行如上步骤，当卷绕基材200边缘的实时位置信息不正确时，控制单元140控制校准单元150对卷绕基材200进行校准后，对卷绕基材200再进行一次如上步骤，直至校准正确后，再进行下一层的卷绕。

本申请根据获取的第一基准线与第二基准线之间的第一基准距离以及第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，并且第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变，因此即使卷绕基材随着卷绕过程厚度增加，物距发生变化，采集的图像分辨率随之改变，依然可以准确无误地确定单个像素所对应的实际距离。由于第一基准线和第二基准线为在卷绕基材上形成的相互平行的标识线，因此第一基准线和第二基准线在成像中更加容易识别，并且为了避免由于图像虚化以及隔膜与极片边缘之间距离过小而造成隔膜与极片边缘之间距离较难识别清楚，通过读取卷绕基材中隔膜及极片边缘至第一基准线或第二基准线之间距离所包含的像素数，并结合单个像素所对应的实际距离，以准确无误地确定卷绕基材边缘的实时位置信息，进而对卷绕基材的边缘准确有效地进行校准，保证卷绕基材卷绕的合格率。

请参阅图5，图中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中获取的图像。根据本申请的一些实施例，第一基准距离所包含的基准像素数至少为一个。

第一基准距离l

请再次参阅图4，根据本申请的一些实施例，卷绕基材200包括已经完成卷绕操作的已卷绕层210和即将进行卷绕操作的待卷绕层220。第一基准线121和第二基准线122为在已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面形成的相互平行的标识线。

卷绕基材200一般依次分为正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜，隔膜的表面积要比正积极片和负极极片的表面积大，以保证隔膜将正积极片和负极极片完全隔离，避免极片间发生接触造成短路风险。隔膜一般具有一定的透明性，而极片不具有透明性，因此，考虑到从卷绕基材200的一面采集图像时，仅能看到一个极片和一个隔膜的边缘，远离图像采集单元130的极片和隔膜无法采集到其边缘，本申请通过在已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面均形成第一基准线121和第二基准线122，并一次同时对已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面进行图像采集，分别实现对两个极片和两个隔膜边缘的图像采集和识别。

需要说明的是，由于卷绕基材200为圆弧表面，因此其不同表面处的第一基准线121和第二基准线122至图像采集单元130的距离是不相等的，对于次，需要保证第一基准线121和第二基准线122到图像采集单元130的最远处与最近处之间的距离小于图像采集单元130的景深，从而保证图像采集单元130采集到的图像中卷绕基材200的全部表面清晰。景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。光圈、镜头、及焦平面到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。

进一步地，为了提高测距的精确度，图像采集单元130可以采用线阵相机。线阵相机，是采用线阵图像传感器的相机，线阵图像传感器以CCD为主。CCD是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的CCD相机元件，以其构成的CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

线阵相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台相机对其逐行连续扫描,以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处理,或者对由多行组成的面阵图象进行处理。另外线阵相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率,它可以准确测量到微米。线阵相机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图像，但极长，几K的长度，而宽度却只有几个象素的而已。一般上只在两种情况下使用这种相机：一、被测视野为细长的带状，多用于滚筒上检测的问题。二、需要极大的视野或极高的精度。

请参阅图6，图中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中步骤S20至步骤S30的具体流程。根据本申请的一些实施例，步骤S20至步骤S30包括：

S21：在待卷绕层内侧面获取第一基准距离所包含的第一基准像素数；

S31：根据第一基准距离和第一基准像素数，确定单个像素所对应的第一实际距离；

S22：在已卷绕层外侧面获取第一基准距离所包含的第二基准像素数；

S32：根据第一基准距离和第二基准像素数，确定单个像素所对应的第二实际距离。

具体地，请参阅图7，图中示出了本申请一实施例提供的采用上述电芯卷绕校准方法的电芯卷绕校准设备100的结构。其中图像采集单元130包括上下设置的两个相机，其中一个用于对待卷绕层220内侧面进行图像采集，另一个用于对已卷绕层210外侧面进行图像采集。

通过分别对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面进行图像采集获得待卷绕层内侧面的图像和已卷绕层外侧面的图像，在待卷绕层内侧面图像和已卷绕层外侧面图像中获取第一基准距离所包含的第一基准像素数和第二基准像素数，根据第一基准距离和第一基准像素数、第二基准像素数，确定两个图像中单个像素所对应的第一实际距离和第二实际距离，可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于提升对卷绕基材边缘位置检测的精准度。

请再次参阅图6，图中还示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中步骤S40的具体流程。根据本申请的一些实施例，步骤S40包括：

S41：获取已卷绕层外侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数；

S42：获取待卷绕层内侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数。

同样地，上下两个相机分别对已卷绕层外侧面和待卷绕层内侧面进行图像采集后，通过控制单元先获取其中一张采集到的图像中待卷绕层内侧面边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，从而获得卷绕基材中一个极片和一个隔膜到第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，进而通过该图像中单个像素所对应的第一实际距离确定极片和隔膜边缘的位置信息；然后控制单元再获取另外一张采集到的图像中已卷绕层外侧面边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，从而获得卷绕基材中另一极片和另一隔膜到第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，进而通过该图像中单个像素所对应的第二实际距离确定另一极片和隔膜的位置信息。

分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的实际像素数，进而实现对卷绕基材中两个极片和两个隔膜边缘的位置信息的精确检测。

请参阅图8，图中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法的进一步流程。根据本申请的一些实施例，电芯卷绕方法还包括：

S70：获取第三基准线与第四基准线之间的第二基准距离。

其中第三基准线和第四基准线位于卷绕基材上与第一基准线和第二基准线相对的一端，为相互平行的标识线，第二基准距离在电芯卷绕过程中保持不变。

值得注意的是，图像采集单元为了保证图像采集和检测的精度，一般视场范围较小，即取景成像的面积较小，而对于一些较大的卷绕基材，当图像采集单元取景成像的宽度小于卷绕基材的宽度时，一张图像就无法同时采集到卷绕基材两端的边缘。

请参阅图9，图中示出了本申请一实施例提供的采用电芯卷绕校准方法的另一种电芯卷绕校准设备。基于上述问题，本申请通过在卷绕基材200一端的表面形成第一基准线121和第二基准线122，另一端形成第三基准线123和第四基准线124，从而保证当需要对卷绕基材200两端的边缘分别成像时，每个图像中均具有双基准线，进而保证检测的准确性，并且可以减小图像采集单元的取景成像的面积，优化采集的图像，提高检测的精度。

请再次参阅图8，根据本申请的一些实施例，电芯卷绕校准方法进一步包括：

S80：获取第二基准距离所包含的基准像素数；

S90：根据第二基准距离和第二基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离。

通过获取图像中第二基准距离所包含的基准像素数，根据第二基准距离和第二基准距离所包含的基准像素数，确定该图像中单个像素所对应的实际距离，进而在该图像中实现对卷绕基材另一端边缘的位置检测。

请继续参阅图8，根据本申请的一些实施例，电芯卷绕校准方法进一步包括：

S100：获取卷绕基材边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数。

通过获取卷绕基材边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，结合步骤S90中确定的单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材另一端的边缘与第三基准线或第四基准线之间的实际距离，得到卷绕基材另一端边缘的实时位置信息，进而判断卷绕基材另一端边缘的位置是否需要校准。

请参阅图10，图中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中步骤S80和步骤S90的具体流程。根据本申请的一些实施例，步骤S80和步骤S90包括：

S81：在待卷绕层内侧面获取第二基准距离所包含的第三基准像素数；

S91：根据第二基准距离和第三基准像素数，确定单个像素所对应的第三实际距离；

S82：在已卷绕层外侧面获取第二基准距离所包含的第四基准像素数；

S92：根据第二基准距离和第四基准像素数，确定单个像素所对应的第四实际距离。

具体地，请再次参阅图9，图像采集单元130可以包括上下左右设置的四个相机，其中一侧的上下两个相机分别用于对已卷绕层210和待卷绕层220一端的边缘进行图像采集，另一侧的上下两个相机分别用于对已卷绕层210和待卷绕层220另一端的边缘进行图像采集。

通过在待卷绕层内侧面获取第二基准距离所包含的第三基准像素数，根据第二基准距离和第三基准像素数，确定单个像素所对应的第三实际距离；在已卷绕层外侧面获取第二基准距离所包含的第四基准像素数，根据第二基准距离和第四基准像素数，确定单个像素所对应的第四实际距离，解决了由于图像采集范围有限而造成卷绕基材两侧无法同时采集到一张图像上的问题，并且可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面以及每一端均分开进行图像采集，保证待卷绕层内侧面和已卷绕层外侧面的两端边缘成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于进一步提升对卷绕基材两端边缘位置检测的精准度。

请再次参阅图10，根据本申请的一些实施例，电芯卷绕校准方法进一步包括：

S101：获取已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数；

S102：获取待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数。

分别获取已卷绕层外侧面的边缘和待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数，进而实现对卷绕基材中两个极片和两个隔膜其中一端边缘的位置信息更进一步的精确检测。

请再次参阅图10，根据本申请的一些实施例，电芯卷绕校准方法进一步包括：

S110：根据待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第三实际距离，确定待卷绕层内侧面的边缘的实时位置信息；

具体为：

待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数×第三实际距离＝待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间的实际距离；

S120：根据已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第四实际距离，确定已卷绕层外侧面的边缘的实时位置信息；

具体为：

已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数×第四实际距离＝已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间的实际距离。

通过根据待卷绕层内侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第三实际距离，确定待卷绕层内侧面的边缘的实时位置信息；根据已卷绕层外侧面的边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的实际像素数和第四实际距离，确定已卷绕层外侧面的边缘的实时位置信息，实现对待卷绕层内侧面边缘和已卷绕层外侧面边缘的位置准确检测，为后续对卷绕基材的校准提供有效数据支持，便于一次校准到位，提高卷绕基材卷绕成功率。

首先请参阅图9，根据本申请的一些实施例，卷绕基材200由内侧面至外侧面依次为第一极片201、第一隔膜202、第二极片203、第二隔膜204。其次请参阅图11及图12，图11中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中步骤S41和S42的具体流程，图12中示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中步骤S101及S102的具体流程。步骤S41、S42包括：

S411：在已卷绕层外侧面上，获取第二极片一端边缘和第二隔膜一端边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的第二实际像素数；

S421：在待卷绕层内侧面上，获取第一极片一端边缘和第一隔膜一端边缘与第一基准线或第二基准线之间距离所包含的第一实际像素数；

步骤S101、S102包括：

S1011：在已卷绕层外侧面上，获取第二极片另一端边缘和第二隔膜另一端边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的第四实际像素数；

S1021：在待卷绕层内侧面上，获取第一极片另一端边缘和第一隔膜另一端边缘与第三基准线或第四基准线之间距离所包含的第三实际像素数。

具体地，请参阅图13a-13d，图中分别示出了本申请一实施例提供的电芯卷绕校准方法中上下左右四个相机分别采集到的图像。为了便于区分，图中双点划线表示图像边缘，虚线表示对已卷绕层210外侧面进行图像采集时透过第二隔膜204识别出的第二极片203的边缘。

如图中所示，图13a为在待卷绕层220内侧面一端边缘采集到的图像，从图像中可以获取到第一极片一端边缘2011与第一基准线121之间距离所包含的第一实际像素数为m

图13b为在已卷绕层210外侧面一端边缘采集到的图像，从图像中可以获取到第二极片一端边缘2031与第一基准线121之间距离所包含的第二实际像素数为m

图13c为在待卷绕层220内侧面另一端边缘采集到的图像，从图像中可以获取到第一极片另一端边缘2012与第四基准线124之间距离所包含的第三实际像素数为n

图13d为在已卷绕层210外侧面另一端边缘采集到的图像，从图像中可以获取到第二极片另一端边缘2032与第四基准线124之间距离所包含的第四实际像素数为n

通过获取第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端边缘至基准线之间距离所包含的实际像素数，结合前面求得的每个图像中单个像素所对应的实际距离，可以分别求出第一极片边缘、第一隔膜边缘至第一基准线或第二基准线的实际距离，第二极片、第二隔膜至第三基准线或第四基准线的实际距离，进而求得极片与极片边缘之间的距离以及极片与隔膜边缘之间的距离，从而确定极片和隔膜的边缘位置是否准确。

请再次参阅图11及图12，根据本申请的一些实施例，步骤S50包括：

S51：根据第一实际像素数和第一实际距离，确定第一极片一端和第一隔膜一端的实时位置信息；

请参阅图13a，当第一极片一端边缘和第一隔膜一端边缘与第一基准线之间距离所包含的第一实际像素数分别为m

m

m

第一极片一端边缘至第一基准线的实际距离-第一隔膜一端边缘至第一基准线的实际距离＝第一极片一端边缘与第一隔膜一端边缘之间的实际距离；

S52：根据第二实际像素数和第二实际距离，确定第二极片一端和第二隔膜一端的实时位置信息；

请参阅图13b，当第二极片一端边缘和第二隔膜一端边缘与第一基准线之间距离所包含的第二实际像素数分别为m

m

m

第二极片一端边缘至第一基准线的实际距离-第二隔膜一端边缘至第一基准线的实际距离＝第二极片一端边缘与第二隔膜一端边缘之间的实际距离；

第一极片一端边缘至第一基准线的实际距离-第二极片一端边缘至第一基准线的实际距离＝第一极片一端边缘与第二极片一端边缘之间的实际距离；

步骤S110包括：

S111：根据第三实际像素数和第三实际距离，确定第一极片另一端和第一隔膜另一端的实时位置信息；

请参阅图13c，当第一极片另一端边缘和第一隔膜另一端边缘与第四基准线之间距离所包含的第三实际像素数分别为n

n

n

第一极片另一端边缘至第四基准线的实际距离-第一隔膜另一端边缘至第四基准线的实际距离＝第一极片另一端边缘与第一隔膜另一端边缘之间的实际距离；

步骤S120包括：

S121：根据第四实际像素数和第四实际距离，确定第二极片另一端和第二隔膜另一端的实时位置信息；

请参阅图13d，当第二极片另一端边缘和第二隔膜另一端边缘与第四基准线之间距离所包含的第四实际像素数分别为n

n

n

第二极片另一端边缘至第四基准线的实际距离-第二隔膜另一端边缘至第四基准线的实际距离＝第二极片另一端边缘与第二隔膜另一端边缘之间的实际距离；

第一极片另一端边缘至第四基准线的实际距离-第二极片另一端边缘至第四基准线的实际距离＝第一极片另一端边缘与第二极片另一端边缘之间的实际距离。

通过根据第一实际像素数和第一实际距离、第二实际像素数和第二实际距离、第三实际像素数和第三实际距离以及第四实际像素数和第四实际距离，分别确定第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端的实时位置信息，进而可以将第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜两端的实时位置信息与标准位置进行比较，判断第一极片、第一隔膜、第二极片和第二隔膜的位置是否需要校准，保证卷绕基材卷绕的成功率。

请再次参阅图4，根据本申请实施例的另一个方面，还提供一种电芯卷绕校准设备。电芯卷绕校准设备100包括：卷绕单元110、光束发射单元120、图像采集单元130、控制单元140和校准单元150。其中，卷绕单元110用于绕射卷绕基材200。光束发射单元120设置于卷绕单元110的一侧，用于在卷绕基材200上形成第一基准线121和第二基准线122，第一基准线121和第二基准线122位在卷绕基材200上形成的相互平行的标识线，第一基准线121和第二基准线122之间的距离为第一基准距离，第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变。图像采集单元130设置于卷绕单元110的一侧，用于对卷绕基材200进行图像采集，并将采集到的图像发送给控制单元140。控制单元140用于根据图像采集单元采集的图像获取第一基准距离所包含的基准像素数，并根据第一基准距离和第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离。控制单元140还用于根据图像采集单元采集的图像获取卷绕基材200边缘与第一基准线121或第二基准线122之间距离所包含的实际像素数，根据卷绕基材200边缘与第一基准线121或第二基准线122之间距离所包含的实际像素数和单个像素所对应的实际距离，确定卷绕基材200边缘的实时位置信息，将卷绕基材200边缘的实时位置信息发送给校准单元150。校准单元150用于根据实时位置信息对卷绕基材200进行校准。

卷绕单元110为通过发生转动将卷绕基材200绕射在其上的卷针，卷绕单元110可以通过电机驱动从而进行转动，电机与控制单元140连接，实现控制单元140对卷绕单元110的控制。

光束发射单元120为光束发射器，可以在接收面上形成线段光束。

图像采集单元130为图像传感器，例如普通相机或线阵相机。

控制单元140为控制器，可以对图像信号和数字信号等进行分析处理。

校准单元150为机械手或其他校准机构，可以对卷绕基材200的边缘进行位置调整。

本申请控制单元140根据从图像采集单元130采集的图像中获取的第一基准线121与第二基准线122之间的第一基准距离以及第一基准距离所包含的基准像素数，确定单个像素所对应的实际距离，由于第一基准线121和第二基准线122为通过光束发射单元120在卷绕基材200上形成的相互平行的标识线，并且第一基准距离在电芯卷绕过程中保持不变，因此即使卷绕基材200随着卷绕过程厚度增加，物距发生变化，采集的图像分辨率随之改变，依然可以准确无误地确定单个像素所对应的实际距离。由于第一基准线121和第二基准线122为在卷绕基材200上形成的相互平行的标识线，因此第一基准线121和第二基准线122在成像中更加容易识别，并且为了避免由于图像虚化以及隔膜与极片边缘之间距离过小而造成隔膜与极片边缘之间距离较难识别清楚，通过读取卷绕基材200中隔膜及极片边缘至第一基准线121或第二基准线122之间距离所包含的像素数，并结合单个像素所对应的实际距离，以准确无误地确定卷绕基材200边缘的实时位置信息，进而通过校准单元150对卷绕基材200的边缘准确有效地进行校准，保证卷绕基材卷绕的合格率。

根据本申请的一些实施例，图像采集单元130的最小可识别距离小于或等于第一基准距离。

将图像采集单元130的最小可识别距离设置为小于或等于第一基准距离，目的是保证可以准确地得出单个像素所对应的实际距离，避免由于图像采集单元130采集的图像中第一基准距离过小造成第一基准距离所包含的基准像素数获取失败或出错。

请再次参阅图4，根据本申请的一些实施例，光束发射单元120包括排列设置的第一线性光束发射器1201和第二线性光束发射器1202。第一线性光束发射器1201用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面形成第一基准线121；第二线性光束发射器1202用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面形成第二基准线122。

卷绕基材200一般依次分为正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜，隔膜的表面积要比正积极片和负极极片的表面积大，以保证隔膜将正积极片和负极极片完全隔离，避免极片间发生接触造成短路风险。隔膜一般具有一定的透明性，而极片不具有透明性，因此，考虑到从卷绕基材200的一面采集图像时，仅能看到一个极片和一个隔膜的边缘，远离图像采集单元130的极片和隔膜无法采集到其边缘，本申请通过在已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面均形成第一基准线121和第二基准线122，并一次同时对已卷绕层210外侧面和待卷绕层220内侧面进行图像采集，分别实现对两个极片和两个隔膜边缘的图像采集和识别。

请再次参阅图7，根据本申请的一些实施例，图像采集单元130包括沿与卷绕单元110的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第一相机131和第二相机132。第一相机131用于对待卷绕层220内侧面进行图像采集；第二相机132用于对已卷绕层210外侧面进行图像采集。

图像采集单元130包括沿与卷绕单元110的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第一相机131和第二相机132，实现分别对待卷绕层220内侧面和已卷绕层210外侧面进行图像采集，从而分别获得待卷绕层220内侧面的图像和已卷绕层210外侧面的图像，在待卷绕层220内侧面图像和已卷绕层210外侧面图像中获取第一基准距离所包含的第一基准像素数和第二基准像素数，根据第一基准距离和第一基准像素数、第二基准像素数，确定两个图像中单个像素所对应的第一实际距离和第二实际距离，可以有效避免由于图像采集单元景深较小而造成卷绕基材的成像中部分表面模糊，对待卷绕层220内侧面和已卷绕层210外侧面分开进行图像采集，保证待卷绕层220内侧面和已卷绕层210外侧面的成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于提升对卷绕基材边缘位置检测的精准度。

请再次参阅图9，根据本申请的一些实施例，光束发射单元120还包括排列设置的第三线性光束发射器1203和第四线性光束发射器1204。第三线性光束发射器1203、第四线性光束发射器1204与第一线性光束发射器1201、第二线性光束发射器1202分别对准卷绕基材200的两端。第一线性光束发射器1201用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面的一端和待卷绕层220内侧面的一端形成第一基准线121；第二线性光束发射器1202用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面的一端和待卷绕层220内侧面的一端形成第二基准线122；第三线性光束发射器1203用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面的另一端和待卷绕层220内侧面的另一端形成第三基准线123，第四线性光束发射器1204用于在卷绕基材200的已卷绕层210外侧面的另一端和待卷绕层220内侧面的另一端形成第四基准线124。第三基准线123和第四基准线124为相互平行的标识线，第三基准线123和第四基准线124之间的距离为第二基准距离，第二基准距离在电芯卷绕过程中保持不变。

通过在卷绕基材200一端的表面形成第一基准线121和第二基准线122，另一端形成第三基准线123和第四基准线124，从而保证当需要对卷绕基材200两端的边缘分别成像时，每个图像中均具有双基准线，进而保证检测的准确性，并且可以减小图像采集单元的取景成像的面积，优化采集的图像，提高检测的精度。

请继续参阅图9，根据本申请的一些实施例，图像采集单元130还包括沿与卷绕单元110的卷绕轴线垂直的方向排列设置的第三相机133和第四相机134，第三相机133、第四相机134与第一相机131、第二相机132分别对准卷绕基材200的两端。第一相机131用于对待卷绕层220内侧面的一端边缘进行图像采集；第二相机132用于对已卷绕层210外侧面的一端边缘进行图像采集；第三相机133用于对待卷绕层220内侧面的另一端进行图像采集；第四相机134用于对已卷绕层210外侧面的另一端边缘进行图像采集。

通过将图像采集单元130设置为第一相机131、第二相机132、第三相机133和第四相机134，第三相机133、第四相机134与第一相机131、第二相机132分别对准所述卷绕基材200的两端，解决了由于图像采集范围有限而造成卷绕基材200两侧无法同时采集到一张图像上的问题，并且可以有效避免由于图像采集单元130景深较小而造成卷绕基材200的成像中部分表面模糊，对待卷绕层220内侧面和已卷绕层210外侧面以及每一端均分开进行图像采集，保证待卷绕层220内侧面和已卷绕层210外侧面的两端边缘成像均具有良好的分辨率，图像清晰，有利于进一步提升对卷绕基材200两端边缘位置检测的精准度。

请继续参阅图9，根据本申请的一些实施例，第一相机131用于通过待卷绕层220内侧面对卷绕基材200的第一极片201一端边缘和第一隔膜202一端边缘进行图像采集；第二相机132用于通过已卷绕层210外侧面对卷绕基材200的第二极片203一端边缘和第二隔膜204一端边缘进行图像采集；第三相机133用于通过待卷绕层220内侧面对卷绕基材200的第一极片201另一端边缘和第一隔膜202另一端边缘进行图像采集；第四相机134用于通过已卷绕层210外侧面对卷绕基材200的第二极片203另一端边缘和第二隔膜204另一端边缘进行图像采集。

通过四个相机分别对第一极片201、第一隔膜202、第二极片203及第二隔膜204两端的边缘进行图像采集，从而分别计算得出第一极片边缘、第一隔膜边缘至第一基准线或第二基准线的实际距离，第二极片、第二隔膜至第三基准线或第四基准线的实际距离，进而求得极片与极片边缘之间的距离以及极片与隔膜边缘之间的距离，从而确定极片和隔膜的边缘位置是否准确。

请继续参阅图9，根据本申请的一些实施例，光束发射单元120还包括发射器导轨1205、第一发射器滑块1206和第二发射器滑块1207。发射器导轨1205与卷绕单元110的卷绕轴线平行，第一发射器滑块1206及第二发射器滑块1207滑动设置于发射器导轨1205上。第一线性光束发射器1201和第二线性光束发射器1202均固定于第一发射器滑块1206，第三线性光束发射器1203和第四线性光束发射器1204均固定于第二发射器滑块1207。

具体地，发射器导轨1205可以为直线导轨，发射器导轨1205上设置有滑槽，第一发射器滑块1206和第二发射器滑块1207可以通过滚轮或滑动结构滑动连接于发射器导轨1205的滑槽内，从而实现第一发射器滑块1206和第二发射器滑块1207在发射器导轨1205上的滑动。

第一线性光束发射器1201、第二线性光束发射器1202、第三线性光束发射器1203及第四线性光束发射器1204可以通过卡接或螺纹连接的方式固定于第一发射器滑块1206和第二发射器滑块1207上。

光束发射单元120包括发射器导轨1205、第一发射器滑块1206和第二发射器滑块1207，发射器导轨1205与卷绕单元110的卷绕轴线平行，通过将第一发射器滑块1206及第二发射器滑块1207滑动设置于发射器导轨1205上，第一线性光束发射器1201和第二线性光束发射器1202均固定于第一发射器滑块1206，第三线性光束发射器1203和第四线性光束发射器1204均固定于第二发射器滑块1207，使得可以通过在发射器导轨1205上滑动第一发射器滑块1206或第二发射器滑块1207，调整第一基准线121、第二基准线122与第三基准线123、第四基准线124之间的距离，从而可以根据不同宽度的卷绕基材200相应调整两端基准线之间的距离，增加设备的兼容性。

请继续参阅图9，根据本申请的一些实施例，图像采集单元130还包括第一相机导轨135、第二相机导轨136、第一相机滑块1301、第二相机滑块1302、第三相机滑块1303和第四相机滑块1304。第一相机导轨135和第二相机导轨136均与卷绕单元110的卷绕轴线平行。第一相机131、第二相机132、第三相机133和第四相机134分别固定于第一相机滑块1301、第二相机滑块1302、第三相机滑块1303和第四相机滑块1304。第一相机滑块1301和第三相机滑块1303滑动设置于第一相机导轨135上，第二相机滑块1302和第四相机滑块1304滑动设置于第二相机导轨136上。

具体地，第一相机滑块1301、第二相机滑块1302、第三相机滑块1303和第四相机滑块1304可以通过如图9中所示的方式可滑动套设在第一相机导轨135和第二相机导轨136上，也可以通过滑槽与滚轮或滑动结构滑动连接在第一相机导轨135和第二相机导轨136上。

相机可以通过卡接或螺纹连接的方式固定在相机滑块上。

图像采集单元130包括第一相机导轨135、第二相机导轨136、第一相机滑块1301、第二相机滑块1302、第三相机滑块1303和第四相机滑块1304，第一相机导轨135和第二相机导轨136均与卷绕单元110的卷绕轴线平行，将第一相机131、第二相机132、第三相机133和第四相机134分别固定于第一相机滑块1301、第二相机滑块1302、第三相机滑块1303和第四相机滑块1304，第一相机滑块1301和第三相机滑块1303滑动设置于第一相机导轨135上，第二相机滑块1302和第四相机滑块1304滑动设置于第二相机导轨136上，通过调整第一相机导轨135和第二相机导轨136之间的距离可以实现对第一相机131与第二相机132之间距离、第三相机133与第四相机134之间距离的调整，通过在第一相机导轨135上滑动第一相机滑块1301或第三相机滑块1303，实现对第一相机131与第三相机133之间距离的调整，通过在第二相机导轨136上滑动第二相机滑块1302或第四相机滑块1304，实现对第二相机132与第四相机134之间距离的调整，从而可以根据不同宽度、不同厚度的卷绕基材200相应调整图像采集区域的位置，增加电芯卷绕校准设备100的兼容性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参阅前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。