基于颜色空间的动力电池焊接点定位技术研究.doc

基于颜色空间的动力电池焊接点定位技术研究基于颜色空间的动力电池焊接点定位技术研究 摘摘 要要 颜色是我们鉴别彩色图像的最主要的感知特征之一 在进行鉴别一些我们熟悉的 几何特征 椭圆 圆形 时 颜色有一个非常明显的优势 这个优势是 它对于大小 方向都不敏感 在对焊接点定位时 不受焊接方位凹凸不平等影响 具有很强的鲁棒 性 目前针对动力电池组的焊接大多采用传统的人工焊接技术 这种焊接方式操作复 杂 尤其对于成组的动力电池焊接 焊接定位不够精确 稍有疏忽 容易导致漏焊 原料浪费等问题 因此 针对动力电池组极板焊接装置特殊性 本课题提出了一种新 的基于颜色空间处理 对其进行精确焊点定位的技术 首先 对电池极板进行加工 对原焊接系统进行基本结构改造 本底采用紫铜 焊接片采用镍片 由于两种材料的颜色不同 彩色工业 CCD 相机对其进行成像 其次 将获取到的图像经过图像预处理 图像直方图均衡化 平滑降噪 阈值分割等方式后 再通过对图像进行颜色空间分析 利用 RGB 三基色分量分析的方法 提取出图像的特 征分量 再次 对提取出图像的特征分量 实现本底和焊接部位镍片的阈值分割 针 对阈值分割后电池极板焊接方位的形状 基于最小二乘法计算出焊接方位的中心点 精确定位焊接点 通过对其坐标定位 使系统准确识别出焊接定位点 最终实现电池 极板的自动焊接 经过实验分析 本课题提出的方法切实可靠 焊点定位精准 实现 了智能化自动焊接 为动力电池组焊接系统的完善提供了新的可行性方案 关键词 自动焊接 图像处理 颜色空间 特征分量 The Research of Power Battery Welding Point Positioning Technology Based on the Color Space Abstract During we identify color image the color is one of the main percept feature When we identify some familiar geometric feature ellipse circular the color has a very distinct advantage this advantage is it is not sensitive to its size and direction in the welding point positioning it is not affected by uneven welding range and so on it has strong robustness this way of welding is very complicated Especially welding for the packed power battery welding positioning is not accurate once slight negligence it is easy to lead to some problem such as welding leakage waste of raw materials Therefore aim at the special power battery plate welding device based on new color space this paper presents a new way that the exact welding spot positioning technology First process the battery plate transform the basic structure of original welding system the bottom is made of red copper welding piece uses the nickel plate as a result of two kinds of materials of different colors Color industrial CCD camera image it Secondly after image preprocessing the acquired image after the image histogram equalization noise smoothing threshold segmentation and so on then based on the color image space analysis Thirdly based on the extract image feature through realize the bottom and the welding parts of nickel plate threshold segmentation aim at the battery plate welding direction shape after threshold segmentation calculate the welding direction center based on the least squares method precise position the welding point through the coordinate location makes the welding system to accurately identify welding positioning Finally achieve the automatic welding in the battery plate After experimental analysis this paper puts forward the method is practical and reliable welding point can precise locate realize the intelligent automatic welding provide a new feasible solution for packed power batteries welding system Keywords Keywords Automatic welding Image processing Color space Characteristic component 目目 录录 1 1 绪论绪论 1 1 1 11 1 课题来源 背景及研究意义课题来源 背景及研究意义 1 1 1 21 2 国内外研究现状国内外研究现状 2 2 1 31 3 主要内容和各章节安排主要内容和各章节安排 6 6 2 2 电池极板焊接系统方案电池极板焊接系统方案 8 8 2 12 1 机械系统设计改造方案简介机械系统设计改造方案简介 8 8 2 22 2 CCDCCD 图像采集系统图像采集系统 1111 2 32 3 电池极板图像信息获取电池极板图像信息获取 1212 2 42 4 焊接状态模拟示意焊接状态模拟示意 1313 3 3 基于颜色空间的电池极板图像特征分量提取基于颜色空间的电池极板图像特征分量提取 1515 3 13 1 电池极板图像预处理电池极板图像预处理 1515 3 1 13 1 1 对比拉伸对比拉伸 1515 3 1 23 1 2 直方图均衡化直方图均衡化 1717 3 1 33 1 3 图像平滑降噪图像平滑降噪 1717 3 1 43 1 4 阈值选择阈值选择 1818 3 23 2 颜色模型颜色模型 2020 3 2 1RGB3 2 1RGB 颜色模型颜色模型 2020 3 2 23 2 2 LabLab 颜色模型颜色模型 2121 3 2 33 2 3 HSVHSV 颜色模型颜色模型 2222 3 33 3 颜色空间特征提取颜色空间特征提取 2323 3 3 13 3 1 颜色空间的量化处理颜色空间的量化处理 2323 3 3 23 3 2 颜色空间特征的提取方法颜色空间特征的提取方法 2424 3 43 4 RGBRGB 颜色空间分量的提取颜色空间分量的提取 2626 3 53 5 本章小结本章小结 2929 4 4 基于特征分量的电池基于特征分量的电池极板图像焊极板图像焊点点定位定位 3030 4 14 1 基于基于 RGBRGB 空间剖分的彩色图像阈值分割算法空间剖分的彩色图像阈值分割算法 3 31 1 4 24 2 焊点定位焊点定位 3333 4 34 3 焊接图像性能评价标准焊接图像性能评价标准 3636 4 44 4 本章小结本章小结 3636 5 5 焊点定位系统软硬件实现焊点定位系统软硬件实现 3737 5 15 1 各模块结构概述各模块结构概述 3737 5 25 2 焊接系统软件设计焊接系统软件设计 3939 5 35 3 高精度焊点定位自动焊接装置图像处理结果高精度焊点定位自动焊接装置图像处理结果 4040 5 55 5 本章小结本章小结 4