锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器与流程

1.本技术实施方式涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器。


背景技术：

2.锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池，具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点。
3.在锂电池中段电芯装配工序中，需要采用卷绕工艺将分条后尺寸相匹配的正/负极片及隔膜等卷成电芯。为了确保锂电池的质量，锂电池卷绕机在对电池极片和隔膜卷绕时，需要在入卷处实时检测极片的边缘是否有破损。现有技术通常利用对射型边缘测量传感器在执行纠偏传感的同时，完成对极片边缘破损的检测。
4.然而，一方面对极片卷绕速度的要求进一步提高到3m/s以上，造成对射型边缘测量传感器对极片的空间采样频率下降；另一方面对极片边缘破损尺寸的检出要求进一步减小到1mm
×
1mm以下。在此越来越严苛的要求下，再加上极片边缘的毛刺和小幅高频振动，极易造成对射型边缘测量传感器误判，例如：破损误报和漏报。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器，以提高在卷绕情况下对锂电池极片边缘破损检测的准确性。
6.本技术实施例提供以下技术方案：
7.第一方面，本技术实施例提供一种锂电池极片边缘破损检测方法，包括：
8.在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；
9.基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；
10.计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；
11.根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
12.在一些实施例中，基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：
13.沿长条矩形的短边方向计算长条矩形面阵图像的平均灰度值，将平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；
14.基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
15.在一些实施例中，基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位
置的第一测量值，包括：
16.将长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；
17.基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
18.在一些实施例中，计算长条矩形面阵图像的遮光比，包括：
19.获取第一光功率值，其中，第一光功率值为发光光源实时发射的光功率；
20.获取第二光功率值，其中，第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，面阵感光器件实时接收到的光功率，第二光功率值包括长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和；
21.根据同时获取到的第一光功率值和第二光功率值，确定长条矩形面阵图像的遮光比，其中，遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。
22.在一些实施例中，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值，包括：
23.若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，根据线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。
24.在一些实施例中，遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，包括：
25.rs＝(x-xb)/(x
e-xb)
26.其中，rs表示遮光比，xb表示遮光比为0时长条矩形面阵图像对应的像素序号，xe表示遮光比为1时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x表示遮光比为rs时长条矩形面阵图像对应的像素序号。
27.在一些实施例中，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，包括：
28.若在一系列连续瞬时的第一测量值或第二测量值中，当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。
29.在一些实施例中，锂电池极片边缘的破损情况包括破损缺口的宽度和深度，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：
30.若第一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，第一时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则确定第一时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边；
31.若第二时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，第二时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则确定第二时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边；
32.根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度。
33.在一些实施例中，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：
34.根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度，其中，破损缺口内的第一测量值为破损缺口的内侧的测量值，破损缺口外的第一测量值为破损缺口的外侧的测量值。
35.第二方面，本技术实施例提供一种边缘传感器，包括：
36.激光发射单元，由激光源、驱动电路和准直发射光路组成，用于产生横截面为矩形的准直激光束；
37.激光接收单元，由接收光路、面阵感光器件及驱动电路组成，用于输出图像；
38.至少一个信号处理单元，由中央处理器、存储器、输入输出接口及驱动电路组成，用于执行如第一方面的锂电池极片边缘破损检测方法。
39.本技术实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术实施方式提供一种锂电池极片边缘破损检测方法，包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。通过在锂电池极片处于卷绕状态下，根据基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置的第一测量值与基于遮光比确定的极片边缘位置的第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，本技术能够提高在卷绕情况下对锂电池极片边缘破损检测的准确性。
附图说明
40.图1是本技术实施例提供的一种应用环境的示意图；
41.图2是本技术实施例提供的一种边缘传感器的结构示意图；
42.图3是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘破损检测方法的流程示意图；
43.图4是本技术实施例提供的一种极片边缘位置和锂电池极片边缘第一图像的示意图；
44.图5是图3中的步骤s302的一种细化流程图；
45.图6是图3中的步骤s302的另一种细化流程图；
46.图7是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时锂电池极片边缘第一图像的示意图；
47.图8是本技术实施例提供的一种计算长条矩形面阵图像的遮光比的流程图；
48.图9是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘没有破损缺口时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
49.图10是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束完全穿过极片边缘的破损缺口时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
50.图11是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧
边上时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
51.图12是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘的破损缺口与透射光束的位置关系示意图；
52.图13是本技术实施例提供的一种破损缺口的宽度和深度的示意图；
53.图14是图3中的步骤s304的细化流程图；
54.图15是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘破损检测装置的结构示意图。
55.附图标号说明：
[0056][0057]
具体实施方式
[0058]
为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施方式，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0059]
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0060]
下面结合说明书附图具体阐述本技术的技术方案：
[0061]
请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种应用环境的示意图；
[0062]
如图1所示，该应用环境100，包括：锂电池极片10、边缘传感器20。
[0063]
在本技术实施例中，锂电池极片10被放置于锂电池卷绕机(图未示)上，当锂电池极片10在锂电池卷绕机上被卷绕时，锂电池极片10具有两条边，一条边有极耳，另一条边没有极耳。其中，锂电池卷绕机用于卷绕锂电池极片10，具体的，将焊有极耳的正/负极片、隔膜料卷安装在固定装置上，自动放卷、自动纠偏、自动卷绕、自动输出电芯。
[0064]
在本技术实施例中，边缘传感器20用于对锂电池极片10进行边缘破损检测，确定锂电池极片边缘的破损情况。例如：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像；基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0065]
可以理解的是，图1中仅示出了本技术实施例中的一种边缘传感器20的结构示意图，如图1所示，边缘传感器20为两个独立的器件，按功能称为发射头和接收头，发射头用于向接收头发射横截面为长条矩形的平行平面波激光束，接收头用于接收发射头发射的激光束。其中，发射头由激光发射单元组成，接收头由激光接收单元和信号处理单元集成，接收头主要完成图像采集、处理并给出边缘检测结果，信号处理单元用于执行下述任一实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法。
[0066]
请参阅图2，图2是本技术实施例提供的一种边缘传感器的具体结构示意图；
[0067]
如图2所示，边缘传感器200包括激光发射单元201、激光接收单元202和至少一个信号处理单元203。
[0068]
其中，激光发射单元201，由激光源、驱动电路和准直发射光路组成，用于产生横截面为矩形的准直激光束；激光接收单元202，由接收光路、面阵感光器件及驱动电路组成，用于输出图像；至少一个信号处理单元203，由中央处理器、存储器、输入输出接口及驱动电路组成，用于执行下述任一实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法。
[0069]
其中，激光源用于发射激光束；驱动电路用于驱动激光发射单元201和/或激光接收单元202和/或信号处理单元203进行工作；准直发射光路用于将激光源发射的激光束准直为无发散激光束，以发射横截面为长条矩形的平行平面波激光束；接收光路用于接收激光发射单元发射的横截面为长条矩形的平行平面波激光束；面阵感光器件用于采集激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的长条矩形面阵图像，面阵感光器件包括但不限于面阵电荷耦合器件图像传感器(charge coupled device，ccd)和互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)。
[0070]
其中，中央处理器(central processing unit，cpu)用于提供计算和控制能力，以控制边缘测量传感器执行相应任务，例如，控制边缘测量传感器执行下述任一实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法。可以理解的是，在一些实施例中，该中央处理器也可以替换为其它通用处理器，包括但不限于arm微处理器、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、图像处理单元(graphic processing unit，gpu)等。
[0071]
其中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法对应的程序指令/模块。中央处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，可以实现下述任一方法实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法。具体地，存储器可以包括易失性存储器(volatile memory，vm)，例如随机存取存储器(random access memory，ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如只读存储器(read-only memory，rom)或其他非暂态固态存储器件；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0072]
在本技术实施例中，边缘传感器200可以为两个独立的器件，按功能称为发射头和接收头。发射头由激光发射单元组成，接收头由激光接收单元和信号处理单元集成，接收头主要完成图像采集、处理并给出边缘检测结果。
[0073]
在一些实施例中，边缘传感器200可以为一个独立的器件，由激光发射单元、激光接收单元和信号处理单元集成在一起。
[0074]
在另一些实施例中，边缘传感器200可以为三个独立的器件，按功能称为发射头、接收头和控制器，发射头由激光发射单元组成，接收头由激光接收单元组成，控制器由信号处理单元组成。其中，发射头和接收头合称为传感头，传感头主要完成图像的采集以及预处理；控制器主要由信号处理单元及输入输出外设组成，用于对传感头传来的信号进行复杂的处理后给出边缘检测结果，通常还通过输入输出外设进行参数设置、过程控制、结果显示。传感头与控制器之间通过通信网络连接，可以用有线网络和/或无线网络。
[0075]
请参阅图3，图3是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘破损检测方法的流程示意图；
[0076]
其中，该锂电池极片边缘破损检测方法，应用于边缘传感器，具体的，该锂电池极片边缘破损检测方法的执行主体为边缘传感器的至少一个处理器。
[0077]
如图3所示，该锂电池极片边缘破损检测方法，包括：
[0078]
步骤s301：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像；
[0079]
具体的，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置。在锂电池卷绕机对锂电池极片卷绕时，边缘传感器获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像。
[0080]
下面以边缘传感器为两个独立的器件(即发射头和接收头)为例进行说明，可以理解的是，当边缘传感器为一个独立的器件或三个独立的器件时，边缘传感器执行该锂电池极片边缘破损检测方法的具体方式与边缘传感器为两个独立的器件时执行该锂电池极片边缘破损检测方法的具体方式的步骤相似，在此不再赘述。
[0081]
如图1所示，锂电池极片的两个边缘各设置一个边缘传感器，发射头和接收头分别垂直设置于锂电池极片的边缘的两侧，发射头包括激光发射单元，激光发射单元用于向接收头发射横截面为长条矩形的平行平面波激光束，接收头包括激光接收单元和信号处理单元，激光接收单元用于接收激光发射单元发射的激光束，激光接收单元包括面阵感光器件，该面阵感光器件为与激光发射单元发射的激光束匹配的长条矩形，该面阵感光器件用于采集激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的长条矩形面阵图像，信号处理单元用于获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像。
[0082]
其中，锂电池极片垂直于激光束传输方向放置于发射头和接收头之间，且锂电池极片边缘垂直于激光束的长条矩形横截面的长边。当锂电池极片边缘没有破损时，由于有锂电池极片的遮挡，激光接收单元接收到的激光束的光强是激光发射单元发射的激光束的总光强的一部分。当锂电池极片边缘有破损时，会有部分激光透过锂电池极片边缘的破损缺口被激光接收单元接收到，此时，激光接收单元接收到的激光束的光强大于锂电池极片边缘没有破损时激光接收单元接收到的激光束的光强。
[0083]
可以理解的是，在锂电池卷绕机对锂电池极片卷绕时，激光发射单元按照固定频率沿垂直于极片边缘方向向激光接收单元连续发射横截面为长条矩形的平行平面波激光束，发射的激光束会在锂电池极片边缘的特定位置被锂电池极片遮挡，该特定位置为在某一特定时刻锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置，特定时刻为激光束照射到锂电池极片上的时刻，特定位置与特定时刻的数量为多个。相应地，激光接
收单元中的面阵感光器件依时间顺序快速采集到一系列瞬时长条矩形面阵图像。
[0084]
步骤s302：基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；
[0085]
边缘传感器的处理器(即信号处理单元中的中央处理器)基于激光衍射原理，对长条矩形面阵图像进行提取，得到极片边缘位置的第一测量值，其中，第一测量值为基于激光衍射原理确定的极片边缘位置的测量值。
[0086]
请结合图4参阅图5，图4是本技术实施例提供的一种极片边缘位置和锂电池极片边缘第一图像的示意图；图5是图3中的步骤s302的一种细化流程图；
[0087]
在本技术实施例中，极片边缘的破损缺口可以有多种形状，图中以矩形破损缺口为例，本技术实施例对破损缺口的形状不做限制。
[0088]
如图5所示，该步骤s302：基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：
[0089]
步骤s3021：将长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；
[0090]
具体的，锂电池极片边缘第二图像为线阵图像，该线阵图像用于表示长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素的像素值与灰度值的关系。
[0091]
如图4中的a部分与b部分所示，图4中的a部分表示锂电池极片边缘没有破损缺口时锂电池极片边缘与激光发射单元发射的横截面为长条矩形的激光束的示意图，图中锂电池极片边缘与长条矩形的交界处表示锂电池极片边缘位置，该锂电池极片边缘位置的一侧有激光束透射被面阵感光器件接收到，该锂电池极片边缘位置的另一侧由于锂电池极片边缘的遮挡没有激光束透射通过；图4中的b部分表示与图4中的a部分对应的锂电池极片边缘第二图像，即锂电池极片边缘没有破损缺口时长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像。
[0092]
如图4中的c部分与d部分所示，图4中的c部分表示锂电池极片边缘有破损缺口时锂电池极片边缘与激光发射单元发射的横截面为长条矩形的激光束的示意图，图中锂电池极片边缘与长条矩形的交界处表示锂电池极片边缘位置，该锂电池极片边缘位置的一侧有激光束透射被面阵感光器件接收到，该锂电池极片边缘位置的另一侧由于锂电池极片边缘的遮挡没有激光束透射通过；图4中的d部分表示与图4中的c部分对应的锂电池极片边缘第二图像，即锂电池极片边缘有破损缺口时长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像。
[0093]
步骤s3022：基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0094]
具体的，锂电池极片边缘第二图像中灰度值为0的线段表示由激光发射单元发射的被锂电池极片遮挡的激光束，灰度值不为0的线段表示面阵感光器件接收到的激光束，连接灰度值为0的线段与灰度值不为0的线段的线段(平行于横坐标轴的线段)的纵坐标对应锂电池极片边缘位置。边缘传感器的处理器将锂电池极片边缘第二图像中平行于横坐标轴的线段的纵坐标在图像中总线段对应的纵坐标轴上的位置确定为极片边缘位置的第一测量值。
[0095]
例如，在图4中的b部分，平行于横坐标轴的线段(
①
标记处)的纵坐标对应锂电池
极片边缘没有破损缺口时的锂电池极片边缘位置；在图4中的d部分，平行于横坐标轴的线段(
②
标记处)的纵坐标对应锂电池极片边缘有破损缺口时的锂电池极片边缘位置。
[0096]
由于将长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像，提取极片边缘位置的第一测量值时，容易受到图像噪声或环境干扰产生的误差的影响，导致测量不准确。因此，本技术提出另一种基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值的方式。
[0097]
具体的，请参阅图6，图6是图3中的步骤s302的另一种细化流程图；
[0098]
如图6所示，该步骤s302：基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：
[0099]
步骤s3023：沿长条矩形的短边方向计算长条矩形面阵图像的平均灰度值，将平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；
[0100]
具体的，边缘传感器的处理器沿长条矩形面阵图像的短边方向计算长条矩形面阵图像在短边方向上灰度值的平均值，得到平均灰度值，以平均灰度值为像素值确定对应的线阵图像，并将该线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像，锂电池极片边缘第一图像用于表示长条矩形面阵图像的平均灰度值对应的像素值与灰度值的关系。
[0101]
步骤s3024：基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0102]
具体的，边缘传感器的处理器基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值的具体实现方式与步骤s3022：基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值的具体实现方式相似，在此不再赘述。
[0103]
然而在一些情况下，例如：长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时，采用基于激光衍射原理与锂电池极片边缘第一图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值的方式，容易在判断锂电池极片边缘位置时出现不确定的情况。
[0104]
具体的，请参阅图7，图7是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时锂电池极片边缘第一图像的示意图；
[0105]
如图7中的a部分与b部分所示，图7中的a部分表示长条矩形激光束照射到锂电池极片边缘的破损缺口侧边上的示意图；图7中的b部分表示与图7中的a部分对应的锂电池极片边缘第一图像，即长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时长条矩形面阵图像在长条矩形的短边方向的平均灰度值对应的线阵图像。在图7中的b部分，
①
标记处的平行于横坐标轴的线段与
②
标记处的平行于横坐标轴的线段的纵坐标都可能被识别为锂电池极片边缘位置，从而造成锂电池极片边缘位置判断上的不确定性。
[0106]
因此，本技术提出一种基于遮光比确定极片边缘位置的测量值的方法，在基于激光衍射原理确定极片边缘位置的测量值的基础上，将遮光比作为补充判决条件，以更准确地确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0107]
步骤s303：计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；
[0108]
具体的，遮光比表示锂电池极片遮挡光能的比例，边缘传感器的处理器计算长条矩形面阵图像的遮光比，并基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值。
[0109]
具体的，请参阅图8，图8是本技术实施例提供的一种计算长条矩形面阵图像的遮光比的流程图；
[0110]
如图8所示，计算长条矩形面阵图像的遮光比的流程，包括：
[0111]
步骤s801：获取第一光功率值；
[0112]
具体的，第一光功率值为发光光源实时发射的光功率，即激光发射单元实时发射的长条矩形激光束的总光强。第一光功率值可预先设置于边缘传感器的处理器内，也可以实时采集。
[0113]
步骤s802：获取第二光功率值；
[0114]
具体的，第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，面阵感光器件实时接收到的光功率，第二光功率值包括长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和。可以理解的是，面阵感光器件可以将感受到的光强转化为灰度，图像的灰度表现为单位时间内照射到面阵感光器件的感光区域的光强。
[0115]
步骤s803：根据同时获取到的第一光功率值和第二光功率值，确定长条矩形面阵图像的遮光比。
[0116]
具体的，长条矩形面阵图像的遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。
[0117]
在本技术实施例中，通过根据第二光功率值和第一光功率值，确定长条矩形面阵图像的遮光比，能够克服激光发射单元发出的激光束本身光强起伏的影响。
[0118]
在本技术实施例中，在计算得到遮光比后，边缘传感器的处理器基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值。具体的，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值，包括：若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，根据线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。
[0119]
其中，标定方法包括：将锂电池极片样品放在位移台上，驱动样品逐步遮挡激光束并记录得到的遮光比和对应的明暗过渡点的像素值，对二者进行线性拟合即可得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系。遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系可用如下公式表示：
[0120]rs
＝(x-xb)/(x
e-xb)
[0121]
其中，rs表示遮光比，xb表示遮光比为0时长条矩形面阵图像对应的像素序号，xe表示遮光比为1时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x表示遮光比为rs时长条矩形面阵图像对应的像素序号。
[0122]
在本技术实施例中，若激光束的光强在横截面上完全均匀分布，则直接采用上述遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系公式，得到极片边缘位置的第二测量值。
[0123]
具体的，将计算得到的遮光比代入上述遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系的公式，计算得到在该遮光比下长条矩形面阵图像对应的像素序号，该像素序号对应的极片边缘位置，即为第二测量值。其中，像素序号与对应的极片边缘位置的关系预先存储于边缘传感器的处理器内。
[0124]
请参阅图9，图9是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘没有破损缺口时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
[0125]
图9中的a部分表示锂电池极片边缘没有破损缺口时锂电池极片边缘与激光发射
单元发射的横截面为长条矩形的激光束的示意图；图9中的b部分表示与图9中的a部分对应的锂电池极片边缘第一图像，在b部分
①
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置；图9中的c部分表示与图9中的a部分对应的遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系的图像，在c部分
①
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置。
[0126]
在图9中，a部分中的锂电池极片边缘位置与b部分
①
标记处的纵坐标对应的锂电池极片边缘位置，以及c部分
①
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置，在同一水平线上，即三者为同一位置。因此，在锂电池极片边缘没有破损缺口时，基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置的第一测量值与基于遮光比确定的极片边缘位置的第二测量值均能准确反映锂电池极片边缘位置。
[0127]
请参阅图10，图10是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束完全穿过极片边缘的破损缺口时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
[0128]
图10中的a部分表示长条矩形激光束完全穿过极片边缘的破损缺口时锂电池极片边缘与激光发射单元发射的横截面为长条矩形的激光束的示意图；图10中的b部分表示与图10中的a部分对应的锂电池极片边缘第一图像，在b部分
②
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置；图10中的c部分表示与图10中的a部分对应的遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系的图像，在c部分
②
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置。
[0129]
在图10中，a部分中的锂电池极片边缘位置与b部分
②
标记处的纵坐标对应的锂电池极片边缘位置，以及c部分
②
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置，在同一水平线上，即三者为同一位置。因此，在长条矩形激光束完全穿过极片边缘的破损缺口时，基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置的第一测量值与基于遮光比确定的极片边缘位置的第二测量值均能准确反映锂电池极片边缘位置。
[0130]
请参阅图11，图11是本技术实施例提供的一种长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时分别基于激光衍射原理与遮光比确定的极片边缘位置的示意图；
[0131]
图11中的a部分表示长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上时锂电池极片边缘与激光发射单元发射的横截面为长条矩形的激光束的示意图；图11中的b部分表示与图11中的a部分对应的锂电池极片边缘第一图像，在b部分，
①
标记处与
②
标记处的纵坐标都可能被识别为锂电池极片边缘位置；图11中的c部分表示与图11中的a部分对应的遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系的图像，在c部分
③
标记处的纵坐标对应锂电池极片边缘位置。
[0132]
在图11中，由于长条矩形激光束照射到极片边缘的破损缺口侧边上，基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置的第一测量值有2个，无法确定具体的极片边缘位置，而基于遮光比确定的极片边缘位置与基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置不再重合，因此，需要综合这两种方法来更准确地确定锂电池极片边缘位置。
[0133]
步骤s304：根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0134]
具体的，面阵感光器件依时间顺序快速采集到一系列瞬时长条矩形面阵图像并发送给边缘传感器的处理器，处理器根据一系列瞬时长条矩形面阵图像，提取得到离散测量值序列，即一系列第一测量值与第二测量值，并根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，其中，每一长条矩形面阵图像均对应一个第
一测量值与一个第二测量值。
[0135]
在一些实施例中，锂电池极片边缘的破损情况包括破损和未破损，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，包括：
[0136]
若在一系列连续瞬时的第一测量值或第二测量值中，当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。
[0137]
具体的，当相邻的两个极片边缘位置的第一测量值之间或第二测量值之间存在突变时，处理器即可确定极片边缘存在破损。例如：两个连续时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者两个连续时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。其中，阈值可由本领域技术人员根据实际情况设置于处理器内，本技术实施例对此不做限制。
[0138]
请参阅图12，图12是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘的破损缺口与透射光束的位置关系示意图；
[0139]
在本技术实施例中，没有破损缺口的锂电池极片是矩形的，破损缺口可以有多种形状，本技术实施例不对此进行限制，下面以矩形破损缺口为例进行说明。为了说明破损缺口与透射光束的不同位置关系，在图12中的锂电池极片边缘设置多个破损缺口，但这并不意味着锂电池极片边缘真实分布图12中的7个破损缺口，在本技术实施例中不对锂电池极片边缘的破损缺口的数量以及位置分布进行限制。
[0140]
如图12所示，每个破损缺口都是矩形的，图中标号依次为a-g的部分表示锂电池极片边缘的破损缺口与长条矩形激光束的不同位置关系。其中，由激光发射单元发射的长条矩形激光束形成的长条矩形区域与没有锂电池极片遮挡时，面阵感光器件接收到激光束的感光区域面积相同；锂电池极片与长条矩形激光束的重叠部分表示激光发射单元发出的激光束照射到锂电池极片上，没有激光透过锂电池极片；未被锂电池极片覆盖的长条矩形激光束形成的区域表示面阵感光器件采集的长条矩形面阵图像的形态；破损缺口与长条矩形激光束的重叠部分表示透过破损缺口的激光形成的区域。
[0141]
如图12中的a部分或g部分所示，长条矩形激光束照射到破损缺口的侧边上，仅有少部分激光束透过破损缺口照射在面阵感光器件上；如图12中的b部分或f部分所示，长条矩形激光束约有一半宽度穿过破损缺口，照射在面阵感光器件上；如图12中的c部分或e部分所示，长条矩形激光束有绝大部分穿过破损缺口，照射在面阵感光器件上；如图12中的d部分所示，长条矩形激光束完全穿过破损缺口，照射在面阵感光器件上。
[0142]
在本技术实施例中，锂电池极片边缘的破损情况检测还包括检测破损缺口的宽度和深度。在激光束照射到锂电池极片边缘的破损缺口的不同位置时，例如图12所示的多种情况，本技术能够根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘是否存在破损，并根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，准确确定破损缺口的两个侧边的位置，从而确定破损缺口的宽度和深度。
[0143]
请参阅图13，图13是本技术实施例提供的一种破损缺口的宽度和深度的示意图。
[0144]
请参阅图14，图14是图3中的步骤s304的细化流程图；
[0145]
如图14所示，该步骤s304：根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，
确定锂电池极片边缘的破损情况，包括：
[0146]
步骤s3041：若第一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，第一时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则确定第一时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边；
[0147]
具体的，破损缺口具有第一侧边与第二侧边。若某一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，同时在该时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则边缘传感器的处理器确定该时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边。其中，阈值可由本领域技术人员根据实际情况设置于处理器内，本技术实施例对此不做限制。
[0148]
步骤s3042：若第二时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，第二时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则确定第二时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边；
[0149]
具体的，若某一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，同时在该时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则边缘传感器的处理器确定该时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边。
[0150]
步骤s3043：根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度。
[0151]
具体的，破损缺口的宽度＝卷绕速度*第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差，其中，卷绕速度由本领域技术人员根据生产要求确定，本技术实施例对此不做限制。
[0152]
在另一些实施例中，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度。其中，破损缺口内的第一测量值为破损缺口的内侧的测量值，破损缺口外的第一测量值为破损缺口的外侧的测量值。
[0153]
具体的，破损缺口的深度等于破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差，其中，破损缺口内的第一测量值对应破损缺口内的极片边缘位置，破损缺口外的第一测量值对应破损缺口外的极片边缘位置。
[0154]
在本技术实施例中，根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度，以及根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度，本技术能够准确确定锂电池极片的破损缺口的宽度和深度。
[0155]
可以理解的是，在锂电池极片处于卷绕状态下，锂电池极片具有两个边缘，在确定锂电池极片的一个边缘的破损情况后，还需对另一边缘重复上述步骤以确定另一边缘的破损情况。
[0156]
在本技术实施例中，通过提供一种锂电池极片边缘破损检测方法，包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面
阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0157]
通过在锂电池极片处于卷绕状态下，根据基于激光衍射原理提取得到的极片边缘位置的第一测量值与基于遮光比确定的极片边缘位置的第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，本技术能够降低锂电池极片边缘破损检测的误检率和漏检率，提高在卷绕情况下，例如卷绕速度在3m/s以上的高速卷绕场景，对锂电池极片边缘破损检测的准确性。
[0158]
请再参阅图15，图15是本技术实施例提供的一种锂电池极片边缘破损检测装置的结构示意图；
[0159]
在本技术实施例中，该锂电池极片边缘破损检测装置为锂电池极片边缘破损检测方法对应的虚拟装置。
[0160]
如图15所示，该锂电池极片边缘破损检测装置150，包括：
[0161]
图像获取单元151，用于在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置。
[0162]
第一测量值提取单元152，用于基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0163]
第二测量值确定单元153，用于计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值。
[0164]
破损情况确定单元154，用于根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0165]
在本技术的一些实施方式中，第一测量值提取单元152还用于沿长条矩形的短边方向计算长条矩形面阵图像的平均灰度值，将平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0166]
在本技术的一些实施方式中，第一测量值提取单元152还用于将长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0167]
在本技术的一些实施方式中，第二测量值确定单元153具体用于获取第一光功率值，其中，第一光功率值为发光光源实时发射的光功率；获取第二光功率值，其中，第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，面阵感光器件实时接收到的光功率，第二光功率值包括长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和；根据同时获取到的第一光功率值和第二光功率值，确定长条矩形面阵图像的遮光比，其中，遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。
[0168]
在本技术的一些实施方式中，第二测量值确定单元153还用于若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性
比例关系，根据线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。
[0169]
在本技术的一些实施方式中，破损情况确定单元154还用于若在一系列连续瞬时的第一测量值或第二测量值中，当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。
[0170]
在本技术的一些实施方式中，破损情况确定单元154还用于若第一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，第一时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则确定第一时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边；若第二时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，第二时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则确定第二时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边；根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度。
[0171]
在本技术的一些实施方式中，破损情况确定单元154还用于根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度，其中，破损缺口内的第一测量值为破损缺口的内侧的测量值，破损缺口外的第一测量值为破损缺口的外侧的测量值。
[0172]
上述锂电池极片边缘破损检测装置可执行本技术实施例所提供的锂电池极片边缘破损检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在锂电池极片边缘破损检测装置实施例中详尽描述的技术细节，可参考上述实施例所提供的锂电池极片边缘破损检测方法。
[0173]
在本技术实施例中，通过提供一种锂电池极片边缘破损检测装置，包括：图像获取单元，用于在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；第一测量值提取单元，用于基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；第二测量值确定单元，用于计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；破损情况确定单元，用于根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0174]
本技术能够降低锂电池极片边缘破损检测的误检率和漏检率，提高在卷绕情况下，例如卷绕速度在3m/s以上的高速卷绕场景，对锂电池极片边缘破损检测的准确性。
[0175]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括程序代码的存储器，上述程序代码可由处理器执行以完成上述实施例中的锂电池极片边缘破损检测方法。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)等。
[0176]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一条或多条程序代码，该程序代码存储在计算机可读存储介质中。电子设备的处理器从计算机可读存
储介质读取该程序代码，处理器执行该程序代码，以完成上述实施例中提供的锂电池极片边缘破损检测方法的方法步骤。
[0177]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来程序代码相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器等。
[0178]
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory,ram)等。
[0179]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种锂电池极片边缘破损检测方法，其特征在于，所述方法包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，所述长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一所述长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，所述特定位置为在一个特定时刻，所述锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算所述长条矩形面阵图像的遮光比，基于所述遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的所述第一测量值与所述第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：沿长条矩形的短边方向计算所述长条矩形面阵图像的平均灰度值，将所述平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；基于激光衍射原理，根据所述锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：将所述长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；基于激光衍射原理，根据所述锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述长条矩形面阵图像的遮光比，包括：获取第一光功率值，其中，所述第一光功率值为发光光源实时发射的光功率；获取第二光功率值，其中，所述第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，所述面阵感光器件实时接收到的光功率，所述第二光功率值包括所述长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和；根据同时获取到的所述第一光功率值和所述第二光功率值，确定所述长条矩形面阵图像的遮光比，其中，所述遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述遮光比确定极片边缘位置的第二测量值，包括：若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，根据所述线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，包括：r
s
＝(x-x
b
)/(x
e-x
b
)其中，r
s
表示遮光比，x
b
表示遮光比为0时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x
e
表示遮
光比为1时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x表示遮光比为r
s
时长条矩形面阵图像对应的像素序号。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据一系列连续瞬时得到的所述第一测量值与所述第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，包括：若在所述一系列连续瞬时的所述第一测量值或所述第二测量值中，当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂电池极片边缘的破损情况包括破损缺口的宽度和深度，所述根据一系列连续瞬时得到的所述第一测量值与所述第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：若第一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，第一时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则确定第一时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边；若第二时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，第二时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则确定第二时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边；根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据一系列连续瞬时得到的所述第一测量值与所述第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度，其中，破损缺口内的第一测量值为破损缺口的内侧的测量值，破损缺口外的第一测量值为破损缺口的外侧的测量值。10.一种边缘传感器，其特征在于，包括：激光发射单元，由激光源、驱动电路和准直发射光路组成，用于产生横截面为矩形的准直激光束；激光接收单元，由接收光路、面阵感光器件及驱动电路组成，用于输出图像；至少一个信号处理单元，由中央处理器、存储器、输入输出接口及驱动电路组成，用于执行如权利要求1-9任一项所述的锂电池极片边缘破损检测方法。

技术总结
本申请涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器，锂电池极片边缘破损检测方法，包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像；基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。通过在锂电池极片处于卷绕状态下，根据基于激光衍射原理提取得到的第一测量值与基于遮光比确定的第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，本申请能够提高在卷绕情况下对锂电池极片边缘破损检测的准确性。损检测的准确性。损检测的准确性。


技术研发人员：王三宏 金少峰 曾清清
受保护的技术使用者：深圳市深视智能科技有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/8