CN114778445A - 一种基于光程分路的单相机检测装置、方法及卷绕机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基于光程分路的单相机检测装置、方法及卷绕机，所述装置包括：相机；第一镜片模组，所述第一镜片模组位于所述相机的前方，所述第一镜片模组同时具有透光性能和反射性能，所述相机用于透过所述第一镜片模组对卷针***位进行拍摄；第二镜片模组，所述第二镜片模组具有反射性能，所述第二镜片模组的反射面和所述相机均位于所述第一镜片模组的光反射路径上；镜片调整模组，用于对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。通过本申请，提升了标定精度，安装维护更简单，成本上也会降低，且检测***鲁棒性更好。

Description

一种基于光程分路的单相机检测装置、方法及卷绕机
技术领域
本申请涉及锂电池检测技术领域，尤其涉及一种基于光程分路的单相机检测装置、方法及卷绕机。
背景技术
锂电池电芯卷绕过程中，需要实时检测电芯阴阳极之间的距离，以及阴阳极与隔膜之间的距离，排出不合格电芯。这道工序非常关键，涉及到电池的品控和安全。目前，由于卷针大小和换型的限制，多采用在***位和入卷位均安放一个全局相机的检测方式。但这种方式对相机的位置度要求很高，使得安装和后期维护方面非常麻烦，且容易出异常，检测精度容易受到外界干扰。
发明内容
本申请提供一种光程分路的单相机检测装置、方法及卷绕机，以解决双相机安装维护麻烦以及检测精度容易受到外界干扰的问题。本申请的技术方案如下：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于光程分路的单相机检测装置，所述装置包括：相机；第一镜片模组，所述第一镜片模组位于所述相机的前方，所述第一镜片模组同时具有透光性能和反射性能，所述相机用于透过所述第一镜片模组对卷针***位进行拍摄；第二镜片模组，所述第二镜片模组具有反射性能，所述第二镜片模组的反射面和所述相机均位于所述第一镜片模组的光反射路径上；镜片调整模组，用于对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。
进一步地，在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，所述卷针***位至所述相机的第一光程和所述卷针卷绕位至所述相机的第二光程的光程差小于等于预设光程差。
进一步地，所述第一镜片模组为半透半反镜。
进一步地，所述相机、所述第一镜片模组、所述第二镜片模组和所述镜片调整模组为分离式设置；或，所述相机、所述第一镜片模组、所述第二镜片模组和所述镜片调整模组为一体式集成设置。
进一步地，所述镜片调整模组包括：镜片位置调整单元，用于向预设方向移动所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组，以调整所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组在预设方向上的位置；镜片角度调整单元，用于调整所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的反射角度。
进一步地，所述装置还包括固定本体，所述固定本体包括第一固定面和第二固定面；所述镜片位置调整单元包括连接块，所述连接块滑动设置在所述第一固定面上；所述镜片角度调整单元包括连接臂，所述连接臂与所述连接块可旋转连接，所述第二镜片模组与所述连接臂固定连接；所述第二固定面位于所述相机的前方，所述第一镜片模组固定设置在所述第二固定面上。
进一步地，所述镜片调整模组包括：控制器，与所述相机电连接，用于根据从所述相机获取的信息生成控制信号；所述镜片调整模组还用于根据所述控制器的控制信号对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种卷绕机，包括如上述第一方面中任一项所述的装置。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种基于光程分路的单相机检测方法，用于如上述第一方面中任一项所述的单相机检测装置，所述方法包括：获取所述相机拍摄的所述卷针***位的第一图像信息；获取所述相机拍摄的所述卷针卷绕位的第二图像信息；在所述第一图像信息和所述第二图像信息的清晰度大于等于预设清晰度时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种基于光程分路的单相机检测方法，用于如上述第一方面中任一项所述的单相机检测装置，所述方法包括：获取所述卷针***位至所述相机的第一光程；获取所述卷针卷绕位至所述相机的第二光程；在所述第一光程和所述第二光程的光程差小于等于预设光程差时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
在本申请实施例中，提供一种基于光程分路的单相机检测装置，所述装置包括：相机；第一镜片模组，所述第一镜片模组位于所述相机的前方，所述第一镜片模组同时具有透光性能和反射性能，所述相机用于透过所述第一镜片模组对卷针***位进行拍摄；第二镜片模组，所述第二镜片模组位于所述第一镜片模组的光反射路径上，所述第二镜片模组具有反射性能；镜片调整模组，用于对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。通过本申请实施例，相比双相机提升了标定精度，安装维护方面比双相机更简单，成本上也会比双相机降低，且检测***鲁棒性更好。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本申请实施例提供的一种基于光程分路的单相机检测装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种基于光程分路的单相机检测装置的结构示意图。
附图标记：
1-相机 2-第一镜片模组 3-卷针***位
4-第二镜片模组 5-卷针入卷位 6-固定本体
61-第一固定面 62-第二固定面 63-相机容纳部
7-连接块 8-连接臂
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
锂电池电芯卷绕过程中，需要实时检测电芯阴阳极之间的距离，以及阴阳极与隔膜之间的距离，排出不合格电芯。这道工序非常关键，涉及到电池的品控和安全。目前，由于卷针大小和换型的限制，多采用在***位和入卷位均安放一个全局相机的检测方式。但这种方式对相机的位置度要求很高，使得安装和后期维护方面非常麻烦，且容易出异常，检测精度容易受到外界干扰。
基于此，本申请实施例提供了一种基于光程分路的单相机检测装置，如图1所示，所述装置包括：相机1；第一镜片模组2，所述第一镜片模组2位于所述相机1的前方，所述第一镜片模组2同时具有透光性能和反射性能，所述相机1用于透过所述第一镜片模组2对卷针***位3进行拍摄；第二镜片模组4，所述第二镜片模组4具有反射性能，所述第二镜片模组4的反射面和所述相机1均位于所述第一镜片模组2的光反射路径上；镜片调整模组，用于对所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的位姿进行调整，以在利用所述相机1对卷针入卷位5进行拍摄时，使得所述卷针入卷位5位于所述第二镜片模组4的光反射路径上。
在本申请实施例中，所述第一镜片模组2包括具有透光性能和反射性能的镜片，以保证入射至所述第一镜片模组2的光线一部分能够透过所述第一镜片模组2，一部分能够经所述第一镜片模组2的表面反射。
所述第一镜片模组2可以为半透半反镜，即50％的光线能够透过所述第一镜片模组2，50％的光可以经所述第一镜片模组2的表面反射。当然，反射率和透过率也可以是其他比例，例如，透过率为55％，反射率为45％，本申请对此不作限制。
在本申请实施例中，所述相机1的前方是指所述相机1的镜头的前方，所述第一镜片模组2位于所述相机1的前方，从而可以保证外界光线能够经所述第一镜片模组2的表面反射进入所述相机1的镜头。
在本申请实施例中，所述第一镜片模组2的反射面可以朝向所述第二镜片模组4的反射面和所述相机1设置，从而可以使得所述第二镜片模组4的反射面和所述相机1均位于所述第一镜片模组2的光反射路径上，也即，从所述第一镜片模组2的反射面上反射出去的光线能够入射到所述第二镜片模组4的反射面和所述相机1上。
同样的，所述第二镜片模组4的反射面朝向所述卷针入卷位5设置，从而可以使得所述卷针入卷位5位于所述第二镜片模组4的光反射路径上，也即，从所述第二镜片模组4上反射出去的光线能够入射到所述卷针入卷位5上。
在本申请实施例中，当对所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的位姿进行调整后，所述卷针***位3表面的光线可以透过所述第一镜片模组2进入所述相机1，从而所述相机1的一半视野可以拍摄到所述卷针***位3；所述卷针入卷位5的光线可以经所述第二镜片模组4的反射面反射至所述第一镜片模组2的反射面，所述第一镜片模组2的反射面再将光线发射至所述相机1，从而所述相机1的另一半视野可以拍摄到所述卷针入卷位5。
优选的，在利用所述相机1对所述卷针入卷位5进行拍摄时，所述卷针***位3至所述相机1的第一光程和所述卷针卷绕位至所述相机1的第二光程的光程差小于等于预设光程差。
其中，所述第一光程(如图1所示的光程1)可以为所述卷针***位3至所述相机1的距离，所述第二光程(如图1所示的光程2)可以为所述相机1到所述第一镜片模组2的距离加上所述第一镜片模组2到所述第二镜片模组4的距离，再加上所述第二镜片模组4到所述卷针入卷位5的距离。所述预设光程差可以基于试验设定，例如，所述预设光程差可以设置为0。
在实际应用中，因为相机都有一定的景深范围，所以针对精度不是特别高的情形，可以直接通过相机的视野来判断所述第一光程和所述第二光程大致一样即可。判断的方法就是调节所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的上下左右位置和反射角度，使得视野清晰即可。
针对精度要求较高的情形，可以具体计算所述第一光程和所述第二光程，计算方法依据光的反射原理，此处不具体展开。
在本申请实施例中，通过减小所述第一光程和所述第二光程的光程差，可以使得所述第一光程和所述第二光程一致，从而达到同时拍到所述卷针入卷位5和所述卷针卷绕位的效果。
在本申请实施例中，调整所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的位姿包括调整相应镜片模组的位置和反射角度，具体的，所述镜片调整模组可以包括：
镜片位置调整单元，用于向预设方向移动所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4，以调整所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4在预设方向上的位置；
镜片角度调整单元，用于调整所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的反射角度。
在一些实施例中，所述相机1、所述第一镜片模组2、所述第二镜片模组4和所述镜片调整模组为分离式设置。
在另一些实施例中，所述相机1、所述第一镜片模组2、所述第二镜片模组4和所述镜片调整模组可以为一体式集成设置。
在一个具体的实施例中，如图2所示，所述装置包括固定本体6，所述固定本体6包括第一固定面61和第二固定面62；所述镜片位置调整单元包括连接块7，所述连接块7滑动设置在所述第一固定面1上；所述镜片角度调整单元包括连接臂8，所述连接臂8与所述连接块7可旋转连接，所述第二镜片模组4与所述连接臂8固定连接；所述第二固定面62位于所述相机1的前方，所述第一镜片模组2固定设置在所述第二固定面62上。
其中，所述第一固定面1可以为倾斜面，如此，当移动所述第一固定面1上的连接块7，可以实现所述第二镜片模组4的上下左右移动。并且，由于所述第二镜片模组4的反射面需要位于所述第一镜片模组2的光反射路径上，所述第二固定面62通常也为倾斜面。
进一步的，所述固定本体6还包括相机容纳部63，所述相机容纳部63用于容纳所述相机1，所述相机容纳部63、所述第一固定面1和所述第二固定面62分别位于所述固定本体6的不同位置，以实现所述相机1、所述第二镜片模组4和所述第一镜片模组2之间的光学配合。
例如，如图2所示，所述相机容纳部63位于所述固定本体6的右上端，所述第一固定面1位于所述固定本体6的右下端，所述第二固定面62位于所述固定本体6的左上端。
在实际应用中，当需要进行拍摄检测时，可以滑动所述第一固定面1上的连接块7来使得所述第二镜片模组4上下左右移动，同时可以旋转所述连接臂8，由于所述第二镜片模组4设置在所述连接臂8之间，从而可以带动所述第二镜片模组4旋转，从而调节视野。
在本申请实施例中，位姿调整的方式可以是手动的，也可以是自动的，当自动调整位姿时，所述镜片调整模组可以包括：
控制器，与所述相机1电连接，用于根据从所述相机1获取的信息生成控制信号；
所述镜片调整模组还用于根据所述控制器的控制信号对所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组4的位姿进行调整，以在利用所述相机1对卷针入卷位5进行拍摄时，使得所述卷针入卷位5位于所述第二镜片模组4的光反射路径上。
在本申请实施例中，利用单个相机即可实现对卷针***位3和卷针入卷位5实现检测，相比双相机提升了标定精度，安装维护方面比双相机更简单，成本上也会比双相机降低，且检测***鲁棒性更好。
本申请实施例还提供了一种卷绕机，该卷绕机可以包括任一所述的单相机检测装置。
关于本申请实施例中的卷绕机，其包括的单相机检测装置的组成及其工作的具体方式已经在上述相机检测装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本申请实施例还提供了一种基于光程分路的单相机检测方法，用于任一所述的单相机检测装置，所述方法可以包括：
获取所述相机拍摄的所述卷针***位的第一图像信息；
获取所述相机拍摄的所述卷针卷绕位的第二图像信息；
在所述第一图像信息和所述第二图像信息的清晰度大于等于预设清晰度时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
在本申请实施例中，因为相机都有一定的景深范围，所以针对精度不是特别高的情形，可以直接通过相机的视野来判断所述第一光程和所述第二光程大致一样即可。判断的方法就是调节所述第一镜片模组2和/或所述第二镜片模组的上下左右位置和反射角度，使得视野清晰即可，从而实现单相机的自动化检测。
本申请实施例还提供了一种基于光程分路的单相机检测方法，用于任一所述的单相机检测装置，所述方法可以包括：
获取所述卷针***位至所述相机的第一光程；
获取所述卷针卷绕位至所述相机的第二光程；
在所述第一光程和所述第二光程的光程差小于等于预设光程差时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
在本申请实施例中，针对精度要求较高的情形，可以具体计算所述第一光程和所述第二光程，计算方法依据光的反射原理，此处不具体展开。
在本申请实施例中，通过减小所述第一光程和所述第二光程的光程差，可以使得所述第一光程和所述第二光程一致，从而达到同时拍到所述卷针入卷位和所述卷针卷绕位的效果。
关于执行本申请实施例中单相机检测方法的单相机检测装置的组成及其工作的具体方式已经在上述相机检测装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种基于光程分路的单相机检测装置，其特征在于，所述装置包括：
相机；
第一镜片模组，所述第一镜片模组位于所述相机的前方，所述第一镜片模组同时具有透光性能和反射性能，所述相机用于透过所述第一镜片模组对卷针***位进行拍摄；
第二镜片模组，所述第二镜片模组具有反射性能，所述第二镜片模组的反射面和所述相机均位于所述第一镜片模组的光反射路径上；
镜片调整模组，用于对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。
2.根据权利要求1所述的单相机检测装置，其特征在于，在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，所述卷针***位至所述相机的第一光程和所述卷针卷绕位至所述相机的第二光程的光程差小于等于预设光程差。
3.根据权利要求1所述的单相机检测装置，其特征在于，所述第一镜片模组为半透半反镜。
4.根据权利要求1所述的单相机检测装置，其特征在于，所述相机、所述第一镜片模组、所述第二镜片模组和所述镜片调整模组为分离式设置；或，
所述相机、所述第一镜片模组、所述第二镜片模组和所述镜片调整模组为一体式集成设置。
5.根据权利要求1-4任一所述的单相机检测装置，其特征在于，所述镜片调整模组包括：
镜片位置调整单元，用于向预设方向移动所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组，以调整所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组在预设方向上的位置；
镜片角度调整单元，用于调整所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的反射角度。
6.根据权利要求5所述的单相机检测装置，其特征在于，所述装置还包括固定本体，所述固定本体包括第一固定面和第二固定面；
所述镜片位置调整单元包括连接块，所述连接块滑动设置在所述第一固定面上；
所述镜片角度调整单元包括连接臂，所述连接臂与所述连接块可旋转连接，所述第二镜片模组与所述连接臂固定连接；
所述第二固定面位于所述相机的前方，所述第一镜片模组固定设置在所述第二固定面上。
7.根据权利要求1所述的单相机检测装置，其特征在于，所述镜片调整模组包括：
控制器，与所述相机电连接，用于根据从所述相机获取的信息生成控制信号；
所述镜片调整模组还用于根据所述控制器的控制信号对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿进行调整，以在利用所述相机对卷针入卷位进行拍摄时，使得所述卷针入卷位位于所述第二镜片模组的光反射路径上。
8.一种卷绕机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的单相机检测装置。
9.一种基于光程分路的单相机检测方法，用于如权利要求1-8任一所述的单相机检测装置，其特征在于，所述方法包括：
获取所述相机拍摄的所述卷针***位的第一图像信息；
获取所述相机拍摄的所述卷针卷绕位的第二图像信息；
在所述第一图像信息和所述第二图像信息的清晰度大于等于预设清晰度时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
10.一种基于光程分路的单相机检测方法，用于如权利要求1-8任一所述的单相机检测装置，其特征在于，所述方法包括：
获取所述卷针***位至所述相机的第一光程；
获取所述卷针卷绕位至所述相机的第二光程；
在所述第一光程和所述第二光程的光程差小于等于预设光程差时，停止对所述第一镜片模组和/或所述第二镜片模组的位姿的调整，利用所述相机对所述卷针***位和所述卷针入卷位进行检测。
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