基于機器視覺的鋰錳扣式電池分選檢測系統(tǒng)

　　引言

　　現(xiàn)代先進制造技術的進步，傳統(tǒng)的檢測方法已無法完全滿足現(xiàn)代制造業(yè)的特殊要求?；跈C器視覺的檢測已成為當前機器視覺領域的研究熱點，有著廣泛的應用前景。本文進行的研究是基于機器視覺的基本理論，以研究構建一個開放性多功能視覺系統(tǒng)為基礎，進行視覺檢測方面的研究。傳統(tǒng)的鋰錳電池的分選檢測主要靠人工來完成，檢測時存在速度慢、扣式電池精度不統(tǒng)一、勞動量大等問題，應用機器視覺可有效的解決這些問題，實現(xiàn)大批量產(chǎn)品的快速、準確檢測。

　　1　系統(tǒng)總體結(jié)構

　　視覺檢測系統(tǒng)的硬件由光源、CCD攝像機、圖像采集卡、計算機組成；軟件由LabV IEW及其工具軟件包IMAQ Vision組成。它的工作過程是首先由光源照射到電池上，然后電池的反射光通過鏡頭成像到CCD攝像機上，圖像采集卡把CCD攝像機上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，也就是把原始圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，計算機用圖像處理軟件IMAQ Vision與LabV IEW開發(fā)的軟件系統(tǒng)進行圖像處理、圖像識別、特征匹配和目標定位，并顯示出處理結(jié)果與判斷信息，然后運動控制系統(tǒng)根據(jù)判斷信息決定下一步運動。本課題選擇日本AVEN IR鏡頭，型號為SSV5533,其焦距范圍為5. 5～33mm,視角61°～10°，手動三可變，外形尺寸<35 mm ×64mm。日本CCS公司的LED光源。

　　DH2CG300是實時視頻采集卡。該卡利用PCI橋路技術，實現(xiàn)圖像的采集及動態(tài)顯示。

　　2　圖像采集

　　圖像采集的過程也就是圖像采集板卡對來自CCD的標準視頻信號（ PAL制式） 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程， 將量化后的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳入計算機內(nèi)存，然后通過編制的應用程序讀取顯示。視頻采集應用程序由LabV IEW 編制完成，針對使用LabV IEW軟件編程環(huán)境編寫大恒圖像采集卡的視頻采集應用程序，大恒公司開發(fā)了DHFGDLLForLab. dll的動態(tài)鏈接庫文件，通過調(diào)用DHFGDLLForLab. dll,可以在LabV IEW環(huán)境下使用大恒圖像采集卡采集圖像。LabV IEW提供了一個調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點（ Call L ibrary Function Node, CLFN） 。通過對Call L i2brary Function Node的配置可以實現(xiàn)DLL的調(diào)用，關鍵是要了解被調(diào)用的函數(shù)名稱、功能及其輸入輸出參數(shù)。

　　3　圖像預處理

　　本課題的研究重點就是根據(jù)電池正極表面字符，形狀等特征將不同品牌的電池區(qū)分開。由于電池表面具有較強的反光作用，在圖像拍攝過程中，視野周圍的物體，如攝像頭，支架等的放射會造成鏡面影像，增加了圖像處理的難度，甚至無法處理，因此需要加外光源照射來降低圖像處理的難度。然后便是對圖像進行預處理，由于攝像頭采集的信號通常都存在噪聲，為了減少噪聲，我們分別運用中值濾波法和均值濾波法，然后對他們進行比較，最終選定中值濾波法。之后進行圖像銳化，我選擇的方法分別是梯度銳化和拉普拉斯銳化，然后進行比較。最后進行灰度變換，對一幅電池圖像（單個）如圖1所示進行直方圖均衡化處理，就可以得到如圖2所示的直方圖均衡化效果。根據(jù)以上流程最終在labview下編寫圖像預處理程序，圖3 為V I程序圖像預處理前面板，圖4 為獲取模板界面。

圖1　均衡化前原始圖像

圖2　均衡化后圖像

圖3　圖像預處理前面板

圖4　獲取模板界面