一種基于dsp的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)，屬于電子設(shè)備領(lǐng)域。本實用新型包括光源、圖像采集模塊、DSP圖像處理模塊、存儲模塊、顯示器，光源直接照射在被測鋰電池表面，圖像采集模塊、DSP圖像處理模塊、顯示器按照順序連接起來，存儲模塊與DSP圖像處理模塊相連。本實用新型采用兩只條形陣列燈從兩邊散射照明，鋰電池電極材料的表面細節(jié)更容易被相機捕捉到，使得圖像的采集更為精準；本實用新型采用線陣CCD攝像機，圖像采集的速度更快，而且由于采用了型號為TCD1 501 D的線陣CCD攝像機，并采用Apo-Rodagon D 4.0/75 2x型號鏡頭，使得檢測精度可以達到80μm×80μm，鋰電池電極材料的移動速度也可以達到1m/s。
【專利說明】
—種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池具有的容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長且沒有記憶效應等諸多優(yōu)點，因而已廣泛應用于軍事和民用等各種小型電器中，如移動電話、筆記本電腦、攝像機、照相機等。同時，大容量鋰電池己在電動車輛中使用，將成為未來的便攜應用中主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應用。
[0003]缺陷在生產(chǎn)中是不可避免的，對于缺陷的檢測方法，最簡單的就是人工方法，設(shè)置專門人員通過視覺對產(chǎn)品進行檢測。這種方法雖然簡單，但是缺點也是非常明顯的，浪費人力不說，在長時間連續(xù)工作的條件下，極容易漏檢或出現(xiàn)錯誤；后來隨著技術(shù)的進步，出現(xiàn)了由面陣CCD攝像機、圖像采集卡、PC機組成的缺陷檢測系統(tǒng)，但由于信息處理全部由PC機完成，系統(tǒng)不夠靈活，而且檢測速度和最小辨識度也有待提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型旨在解決上述難題，提出一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)。
[0005]本實用新型包括光源、圖像采集模塊、DSP圖像處理模塊、存儲模塊、顯示器，光源直接照射在被測鋰電池表面，圖像采集模塊、DSP圖像處理模塊、顯示器按照順序連接起來，存儲模塊與DSP圖像處理模塊相連;光源由兩只條形LED陣列燈組成，兩只條形LED陣列燈從兩個側(cè)面分別呈45°角照射被測鋰電池，采用散射照明的方式使被測鋰電池得到均勻的光照。
[0006]圖像采集模塊采用型號為TCDl501 D的線陣CCD攝像機，并采用Apo-Rodagon D4.0/75 2x型號鏡頭。
[0007]DSP圖像處理模塊采用了 TMS320DM648作為核心處理器。
[0008]有益效果:
[0009]1、由于采用兩只條形陣列燈從兩邊散射照明，鋰電池電極材料的表面細節(jié)更容易被相機捕捉到，使得圖像的采集更為精準。
[0010]2、由于采用線陣CCD攝像機，圖像采集的速度更快，而且由于采用了型號為TCDl501 D的線陣CXD攝像機，并采用Apo-Rodagon D 4.0/75 2x型號鏡頭，使得檢測精度可以達到80μηι X 80μηι，鋰電池電極材料的移動速度也可以達到lm/s。
[0011]3、采用了 DSP圖像處理模塊作為核心處理器使得整個系統(tǒng)的可移植性大大提高，方便擴展。
【附圖說明】
[0012]圖1為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2為圖像采集示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步說明。
[0015]如圖1所示:本實用新型包括光源1、圖像采集模塊2、DSP圖像處理模塊3、存儲模塊
4、顯示器5，光源I直接照射在被測鋰電池表面，圖像采集模塊2、DSP圖像處理模塊3、顯示器5按照順序連接起來，存儲模塊4與DSP圖像處理模塊3相連。
[0016]本實用新型選擇LED燈作為光源，LED燈有消耗功率低、功率因數(shù)高、光源啟動穩(wěn)定時間短、燈光輸出對電源波動不敏感、光源壽命長、光源方向性好、視覺清晰度高、光源尺寸小、耐振動性好和表面溫度低等優(yōu)點；考慮到整個系統(tǒng)的機械位置以及電池電極材料的范圍形狀等原因，如圖2所示:光源采用了兩只條形LED陣列燈，兩只條形LED陣列燈從兩個側(cè)面分別呈45°角照射被測鋰電池，采用散射照明的方式使被測鋰電池得到均勻的光照。
[0017]圖像采集模塊2采用型號為T⑶I501 D的線陣CXD攝像機201，并采用Apo-RodagonD 4.0/75 2x型號鏡頭。一般來說面陣CXD的總象元數(shù)要多于線陣(XD，但是在同樣的空間大小的限制條件下，線陣CCD每一行所采集到的像素要多很多，這就保證了線陣CCD在與面陣CCD采集同樣幅寬的畫面時，分辨率要高很多，或者也可以說成在達到相同的分辨率情況下，線陣CCD可以采集到更寬的畫面。除此之外，由于面陣CCD是每次采集一個二維面像素陣列，而線陣CCD采集的則是一維像素陣列，所以在采集之后的傳輸過程中，線陣CCD速度要快于面陣CCD。面陣CCD的優(yōu)勢在于可以直接獲得二維像素陣列，便于觀察。但是面陣CCD并不適合本實用新型的實際情況。線陣CCD雖然也存在缺點，比如說線陣CCD由于采集到的總像素數(shù)要多于面陣CCD，會使得其圖像處理算法更為復雜。而且線陣CCD在采集圖像時，會因為被測物的相對縱向運動，而產(chǎn)生影響。對線陣CCD的缺點，在從圖像采集到圖像缺陷處理當中的這個過程，采用高采集頻率來降低電極涂布縱向運動對圖像質(zhì)量的影響。具體做法是:
[0018]I)采集到第一行圖像的時候，把它直接存儲起來，等待調(diào)用；
[0019]2)在同樣一行上再采集一次，把此行與上一次采集到的行幀作比較，兩行相同的部分即認為是穩(wěn)定存在的，不同的部分認為是噪聲產(chǎn)生的點，加以剔除，從而得到穩(wěn)定幀；[0020 ] 3 )把穩(wěn)定幀作為待處理圖像存儲，等待處理。
[0021]通過以上的辦法，可以減少線陣CXD的缺點在應用中的實際影響。
[0022]本實用新型選擇LinosApo-Rodagon D系列中的Apo-Rodagon D 4.0/75 2x 型號鏡頭，它是特意為線掃描應用和大幅面?zhèn)鞲衅鞫O(shè)計的定焦75mm工業(yè)鏡頭，能夠適應的最小像元尺寸為5μηι ο它在近紅外波長范圍內(nèi)提供高達98%的相應，特別適合如電池電極材料、視頻檢測、醫(yī)療藥品檢測等應用。
[0023]DSP圖像處理模塊3采用了 TMS320DM648作為核心處理器。TMS320DM648是整個系統(tǒng)的核心部分，此芯片是TI公司于2007年左右推出，2012年修正的一款64位定點DSP芯片，主要面向圖像處理，屬于C6000系列DSP芯片。DM648在保留了 C64x原有的內(nèi)核結(jié)構(gòu)與大部分外設(shè)的基礎(chǔ)上額外增加了 3個雙通道數(shù)字視頻端口，可同時處理多路數(shù)字視頻流。TMS320DM648芯片內(nèi)除CPU外，同時還含有存儲器和外部設(shè)備。在諸多數(shù)字信號處理器中，DM648芯片有著自己獨特的優(yōu)勢。其最高核心時鐘可達到1.1GHz，是TI公司專門為視頻處理開發(fā)設(shè)計的專用芯片，可以滿足絕大部分情況下的視頻處理任務(wù)需要。在滿足速度的同時，從實際生產(chǎn)情況出發(fā)，生產(chǎn)成本顯然是一個重要的制約因素。DM648在同樣的高速DSP芯片中，性價比是最高的，所以本實用新型選擇了TMS320DM648作為新設(shè)計的系統(tǒng)的核心處理芯片。
[0024]存儲模塊4的作用在于儲存圖像采集模塊采集到的圖像。存儲模塊選擇MT47H128M16RT-25E AIT芯片。此芯片具有14條地址線[A0?A13]、3條片選線[ΒΑ0?BA2]、16位數(shù)據(jù)總線，此芯片可以提供2G的存儲空間，存儲速度可以達至l」800MHz，由1.8V電壓驅(qū)動。
[0025]綜合以上技術(shù)方案，整個系統(tǒng)的工作流程可以這樣描述:圖像采集模塊2采集到在合適光源I下的圖像，然后通過數(shù)據(jù)線將圖像傳送至DSP圖像處理模塊3，再由DSP圖像處理模塊3為其分配存儲位置，圖像會存儲到存儲模塊4當中，等待DSP圖像處理模塊3的處理指令。當前端采集到的圖像達到門限值或者滿足處理的條件是，DSP圖像處理模塊3會開始發(fā)出處理指令，把存儲模塊4中的圖像提取出來進行處理，最終的處理結(jié)果和數(shù)據(jù)會存入到DSP圖像處理模塊3的閃存中當中備份，同時處理的圖像結(jié)果也會在顯示器5上顯示出來。
[0026]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括光源、圖像采集模塊、DSP圖像處理模塊、存儲模塊、顯示器，其特征在于:所述光源直接照射在被測鋰電池表面，所述圖像采集模塊、所述DSP圖像處理模塊、所述顯示器按照順序連接起來，所述存儲模塊與DSP圖像處理模塊相連;所述光源由兩只條形LED陣列燈組成，兩只條形LED陣列燈從兩個側(cè)面分別呈45°角照射被測鋰電池，采用散射照明的方式使被測鋰電池得到均勻的光照。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集模塊采用型號為T⑶I 501 D的線陣CXD攝像機，并采用Apo-Rodagon D 4.0/75 2x型號鏡頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的鋰電池電極表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP圖像處理模塊采用了 TMS320DM648作為核心處理器。
【文檔編號】G01N21/956GK205426818SQ201520941360
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月24日
【發(fā)明人】李衛(wèi)松, 潘志龍, 韓德猛
【申請人】江蘇富威能源有限公司