電池缺陷檢測系統設計

邢學夢，趙濤，張靜，梁俊威，張國慶

（天津理工大學中環信息學院機械工程系，天津 300380）

0 引言

熱電池具有大功率放電、激活迅速可靠、功率密度高、結構緊湊、儲存時間長等優點，是各種戰略武器以及核武器的理想電源，在軍事領域發揮著不可代替的作用[1]。鑒于熱電池的特殊用途，對其可靠性和安全性提出了更高的要求，如果電池存在裝配缺陷，內部的高溫和高壓就會造成電池失效，進而引起火災甚至爆炸等事故。

1 裝配缺陷檢測算法

目前熱電池的裝配工藝90%以上為手工操作，熱電池整體圖像如圖1(a)所示，所有檢測圖像均由X射線儀拍攝，由于操作人員失誤，裝配時可能出現多放一個負極、負極和集流片放反的次序錯誤如圖1(b)所示。

圖1 熱電池X射線圖像

熱電池電堆缺陷判斷需要提取圖像特征參數，包括單體電池負極數量特征參數和負極與集流片放反特征參數。為了提取有效特征，對模板匹配后的電堆圖像固定x像素坐標（取模板寬度像素的1/2位置，即172像素）進行灰度掃描。

波峰坐標搜索程序設計如下：

2 基于MFC的軟件界面結構設計

基于以上提出的計算機圖像處理算法和MFC應用程序框架在VS2015環境下進行熱電池裝配缺陷檢測系統軟件開發[4]，其中圖像處理部分使用的是OpenCV計算機視覺庫，軟件開發使用的是MFC的單文檔結構，采用MFC與OpenCV聯合編程的方法，主程序運行前進行初始檢測條件設定，選用模態對話框進行軟件初始界面設計[5]。首先創建一個對話框，為對話框新建一個基于對話框的類CchushiDLG，在屬性設置中修改對話框的ID，插入靜態文本和組合框，分別對應電池圖像類型、缺陷檢測類型和檢測方式，分別設計適用于研究的單個檢測窗口和提高檢測效率的連續檢測窗口。利用窗口分割技術中的三叉切分窗口技術將單文檔的主程序界面分割成：圖像檢測窗口、結果保存窗口和檢測信息提示窗口，設計的圖像檢測窗口如圖2所示。

圖2 圖像檢測窗口

3 結語

本文針對熱電池生產中常見的裝配缺陷，開發一款快速、高效、準確的無損檢測系統軟件，實現了熱電池裝配缺陷檢測自動化。通過修改程序中對應于模板匹配高度和熱電池個數的數據，可以快速完成不同型號電池同類缺陷的分類和識別，研究的算法對同類型紋理類缺陷識別有一定的借鑒作用。