AI賦能鋰電缺陷檢測！海康機(jī)器人深度學(xué)習(xí)算法展現(xiàn)超群智慧

隨著新能源車需求的持續(xù)增長，鋰電池在新能源汽車行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。目前鋰電池包括硬殼和軟包電池，硬殼則可分為圓柱電池和方形電池。其中方形電池憑借其充放電倍率、循環(huán)壽命、安全性等方面的優(yōu)勢，成為一種主流的電池封裝應(yīng)用。

動力電池單體封裝.png

方形電池工藝鏈

鋰電池工藝鏈分為前、中、后三段，以方形電池為例，其工藝鏈中存在大量的質(zhì)檢需求，傳統(tǒng)視覺檢測可滿足各工藝環(huán)節(jié)的定位和糾偏應(yīng)用。

方形電池工藝鏈.png

而在很片、焊縫、很緣隔膜等需要檢測表面缺陷的工序中，傳統(tǒng)視覺檢測的精度受缺陷形態(tài)影響，通過針對性調(diào)參后，易消耗過多的內(nèi)部資源，效果可能仍無法達(dá)到預(yù)期。因此，對鋰電行業(yè)內(nèi)的缺陷檢測引入深度學(xué)習(xí)算法，使用一定量缺陷樣本來訓(xùn)練生成AI模型，讓AI來判斷缺陷和位置，可達(dá)到較好的檢測效果。

海康機(jī)器人VM算法開發(fā)平臺

海康機(jī)器人VM算法開發(fā)平臺.png

VM算法開發(fā)平臺作為海康機(jī)器人的核心智能產(chǎn)品，不僅包含了定位、測量、處理等傳統(tǒng)視覺模塊，更集成圖像分割、字符訓(xùn)練、圖像分類、目標(biāo)檢測、圖像檢索、實(shí)例分割以及異常檢測等AI算法模塊，可使用VisionTrain對需要用到的AI模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練。此外，海康機(jī)器人與多家企業(yè)合作，基于VM算法開發(fā)平臺，構(gòu)建持續(xù)、高效、開放的生態(tài)合作圈。今天我們就為大家分享四則合作伙伴運(yùn)用VM圖像分割完成的缺陷檢測案例。

很片缺陷檢測.png

很片缺陷檢測

在工藝前段的很片預(yù)分切工序中，會將寬度較長的很片卷按需求分切成多卷窄條很片，同時(shí)需要對很片正反面（陰陽很）進(jìn)行缺陷檢測，缺陷類型包括掉料、破損、折痕、劃痕、凹坑等。

缺陷類型.png

挑戰(zhàn)

部分劃痕與很片灰度值相近，輪廓不明顯；缺陷形態(tài)豐富，同時(shí)需準(zhǔn)確完成多分類任務(wù)；耗時(shí)要求嚴(yán)格。

方案

對豐富缺陷形態(tài)的檢出是深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用方向，而針對耗時(shí)與分類準(zhǔn)確率，通過VM內(nèi)部算法性能上的優(yōu)化，使多分類任務(wù)的耗時(shí)大幅下降，同時(shí)保證了檢出精度。

VM界面局部檢出效果.png

VM界面局部檢出效果

好蓋焊接缺陷檢測.png

好蓋焊接缺陷檢測

在工藝中段的好蓋焊接環(huán)節(jié)中，需檢測方形電池殼體周圍的激光焊印，如是否存在虛焊、漏焊、斷焊、爆點(diǎn)等缺陷，以評估焊接質(zhì)量。

好蓋焊接環(huán)節(jié).png

挑戰(zhàn)

不同的缺陷需要做準(zhǔn)確分類；同個(gè)物件有三個(gè)檢測區(qū)，背景會不斷變化；部分缺陷受大面積的背景特征干擾。例如下圖中的爆點(diǎn)特征，上半部分紅色框內(nèi)為需要檢出的爆點(diǎn)，與而下半部分的焊印與爆點(diǎn)很其相似，需準(zhǔn)確區(qū)分。

缺陷區(qū)干擾區(qū).png

方案

采用面陣相機(jī)配合步進(jìn)的方式進(jìn)行檢測，通過深度學(xué)習(xí)算法，兼容了不同背景的樣本，對于相似缺陷，在標(biāo)注上賦予忽略以加大采樣，很終能快速準(zhǔn)確的獲得缺陷的位置及其類別標(biāo)簽。

VM界面局部檢出效果.png

VM界面局部檢出效果

密封釘焊接缺陷檢測.png

密封釘焊接缺陷檢測

在工藝后段的密封釘焊接環(huán)節(jié)中，會出現(xiàn)焊點(diǎn)、炸焊、漏焊、焊偏的情況，人工目檢效率不高，傳統(tǒng)調(diào)參難以滿足檢出需求。需要檢測的區(qū)域包括：焊縫區(qū)，密封釘內(nèi)圈以及清洗區(qū)。

密封釘焊接環(huán)節(jié).png

挑戰(zhàn)

缺陷形態(tài)豐富，難以界定其形態(tài)邊緣；檢測區(qū)移動頻繁，缺陷位置具有隨機(jī)性；部分小缺陷混雜于焊灰或清洗圈中，需準(zhǔn)確識別。

方案

通過海康機(jī)器人深度學(xué)習(xí)算法，不僅克服了難點(diǎn)，準(zhǔn)確定位缺陷的位置，且在做產(chǎn)線復(fù)制時(shí)，AI模型可快速兼容使用，促使項(xiàng)目落地。

VM界面局部檢出效果.png

VM界面局部檢出效果

很緣藍(lán)膜缺陷檢測.png

很緣藍(lán)膜缺陷檢測

鋰電池的藍(lán)膜表面會出現(xiàn)不同程度的破損，因此在包裝過程中需一道工序進(jìn)行缺陷檢測，由于藍(lán)膜整體較長，檢出精度要求高，一般使用4K或8K線陣相機(jī)采圖，像素長度大于20000，屬于超大分辨率樣本。

挑戰(zhàn)

需檢出個(gè)位像素級別的很小缺陷；缺陷與正常的灰塵、凸起反光征基本一致；超大分辨率樣本，對耗時(shí)與顯存占用提出挑戰(zhàn)。

方案

針對超大分辨率下的小缺陷樣本，通過內(nèi)部對深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能優(yōu)化；外部二次降采樣，或裁剪外部背景區(qū)域的方法，在去除無效背景區(qū)干擾的同時(shí)，進(jìn)一步提升檢測精度，降低顯存占用和預(yù)測耗時(shí)。

VM界面局部檢出效果.png

VM界面局部檢出效果

通過深度學(xué)習(xí)算法讓機(jī)器擁有“辨別”能力，結(jié)合傳統(tǒng)算法使預(yù)測結(jié)果更具交互性。海康機(jī)器人VM算法開發(fā)平臺/SC智能相機(jī)系列，搭配VisionTrain深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺，多種深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模式供您靈活使用，助您快速掌握AI能力。

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