汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法

2023-05-04 02:30:41

汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法
【專利摘要】起步於20世紀80年代的機器視覺系統，是用機器來實現人的視覺功能，形成對世界物體的認識。由於它的精度高、速度快、重複性好和無疲勞等特點，使得它可以很好地提高產品質量和自動化程度，在一些不適合人工操作的或高危險領域內，起著不可替代的作用。白車身檢測分為按頻次抽檢和全部檢測；按照檢測手段，可分為人工檢測和其它直接檢測工具，或者是對白車身的關鍵質量因素採用機器視覺檢測系統檢測，左右門洞、前後風窗口為其主要檢測部位。國外在80年代就對轎車的白車身採取機器視覺檢測對其質量進行監控，並且廣泛應用。
【專利說明】
汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及領域屬於機械設備設計，具體的說涉及一種汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法。

【背景技術】
[0002]起步於20世紀80年代的機器視覺系統，是用機器來實現人的視覺功能，形成對世界物體的認識.由於它的精度高、速度快、重複性好和無疲勞等特點，使得它可以很好地提高產品質量和自動化程度，在一些不適合人工操作的或高危險領域內，起著不可替代的作用。白車身檢測分為按頻次抽檢和全部檢測；按照檢測手段，可分為人工檢測和其它直接檢測工具，或者是對白車身的關鍵質量因素採用機器視覺檢測系統檢測，左右門洞、前後風窗口為其主要檢測部位。國外在80年代就對轎車的白車身採取機器視覺檢測對其質量進行監控，並且廣泛應用。


【發明內容】

[0003]在通常情況下，擋風玻璃窗的大小、安裝車門處稜邊位置、相應的定位孔位置以及各分總成的位置關係等是車身製造的關鍵尺寸。因此視覺傳感器系統主要分布在這些特殊的位置附近，測量其相應的稜邊、孔、表面的空間位置尺寸。這套系統採用的是固定式測量系統。在車身定位後，置於此框架區域內，框架是由縱橫分布的金屬柱以及杆構成的，也以可根據需要實現在框架上靈活安裝視覺傳感器的要求。這套系統為多個傳感器相「融合」而構成的，一共有33個視覺傳感器，3個定位傳感器，30個實測傳感器，在這當中包括了雙目立體視覺傳感器、輪廓傳感器等等眾多類型的配套傳感器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1為本發明結構示意圖。

【具體實施方式】
[0005]車身視覺檢測系統的工作過程為:由汽車生產線上運送車身到預定擺放位的粗略位置，待測位置的準確定位是由專用的控制系統來完成。傳感器按相關要求的程序進行工作，計算機根據傳感器傳輸的數據採集檢測點的圖像並進行相應的處理，計算值與標準值進行對比，得出這套車體的檢測結果。整個測量過程結束，車身被運回生產線進行下一步生產。
[0006]在本套檢測系統中，由於視覺傳感器測量的對像是特定的線稜、特定平面或在特定區域上的點，所以需要通過全局來進行標定，來確定視覺傳感器的準確空間位置，也就是建立視覺傳感器的三維空間坐標系。同時等待監測的車體自身也有自己的一套定位坐標系，這裡需要做的就是將這些不同的坐標系統一成一個完整的標準坐標系。在本篇文章中闡述的是採用兩臺經緯儀建立的光學三坐標系統作為機器視覺檢測的標準坐標系。
[0007]為了得到被測點在車身定位坐標系車體自身的坐標系中的準確坐標，這就需要以標準坐標係為中介，把由攝像機傳感器得到的被測點在坐標系中的坐標轉換到被測點在車體定位坐標系當中。因此這就需要把攝像機的坐標系、車身定位坐標系與標準坐標系統一起來，這種方法就被稱為中介坐標統一法。
[0008]為了完成以上所述的工作，需要通過局部標定以及全局標定的來實現。局部標定就是利用透鏡透視原理來進行的，標定出從現實坐標繫到攝像機的三維坐標系的12個全部外部參數。這個根據的是兩條定理:第一、不在同一直線的三點能夠確定出兩坐標系的轉換矩陣；第二、一個坐標系中的三個已知點在已標定好的內部參數的攝像機成像，就可以求出攝像機的外部參數即旋轉矩陣和平移矩陣。中介坐標系的方案來確定全局標定，如下圖所表示的。通過採用靶標的方式，就可以來求出定位傳感器、雙目立體視覺傳感器和輪廓傳感器所對應的定位坐標系和傳感器坐標繫到相應的經緯儀坐標系的轉換矩陣，從而就可以完成整個坐標系的統一。
【權利要求】
1.在通常情況下，擋風玻璃窗的大小、安裝車門處稜邊位置、相應的定位孔位置以及各分總成的位置關係等是車身製造的關鍵尺寸。因此視覺傳感器系統主要分布在這些特殊的位置附近，測量其相應的稜邊、孔、表面的空間位置尺寸。這套系統採用的是固定式測量系統。
2.根據權利要求1所述的汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法，其特徵在於:精度高、速度快、重複性好和無疲勞。
3.根據權利要求2所述的汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法，其特徵在於:一些不適合人工操作的或高危險領域內，起著不可替代的作用。
4.根據權利要求3所述的汽車白車身機器視覺檢測系統設計方法，其特徵在於:低功耗，更容易受到人們的青睞，經濟效益可觀。
【文檔編號】G01B11/00GK104374315SQ201310359316
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】程明 申請人:天津市彪仕奇科技發展有限公司