汽车白车身机器视觉检测系统设计方法
【专利摘要】起步于20世纪80年代的机器视觉系统，是用机器来实现人的视觉功能，形成对世界物体的认识。由于它的精度高、速度快、重复性好和无疲劳等特点，使得它可以很好地提高产品质量和自动化程度，在一些不适合人工操作的或高危险领域内，起着不可替代的作用。白车身检测分为按频次抽检和全部检测；按照检测手段，可分为人工检测和其它直接检测工具，或者是对白车身的关键质量因素采用机器视觉检测系统检测，左右门洞、前后风窗口为其主要检测部位。国外在80年代就对轿车的白车身采取机器视觉检测对其质量进行监控，并且广泛应用。
【专利说明】
汽车白车身机器视觉检测系统设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及领域属于机械设备设计，具体的说涉及一种汽车白车身机器视觉检测系统设计方法。
【背景技术】
[0002]起步于20世纪80年代的机器视觉系统，是用机器来实现人的视觉功能，形成对世界物体的认识.由于它的精度高、速度快、重复性好和无疲劳等特点，使得它可以很好地提高产品质量和自动化程度，在一些不适合人工操作的或高危险领域内，起着不可替代的作用。白车身检测分为按频次抽检和全部检测；按照检测手段，可分为人工检测和其它直接检测工具，或者是对白车身的关键质量因素采用机器视觉检测系统检测，左右门洞、前后风窗口为其主要检测部位。国外在80年代就对轿车的白车身采取机器视觉检测对其质量进行监控，并且广泛应用。
【发明内容】
[0003]在通常情况下，挡风玻璃窗的大小、安装车门处棱边位置、相应的定位孔位置以及各分总成的位置关系等是车身制造的关键尺寸。因此视觉传感器系统主要分布在这些特殊的位置附近，测量其相应的棱边、孔、表面的空间位置尺寸。这套系统采用的是固定式测量系统。在车身定位后，置于此框架区域内，框架是由纵横分布的金属柱以及杆构成的，也以可根据需要实现在框架上灵活安装视觉传感器的要求。这套系统为多个传感器相“融合”而构成的，一共有33个视觉传感器，3个定位传感器，30个实测传感器，在这当中包括了双目立体视觉传感器、轮廓传感器等等众多类型的配套传感器。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0005]车身视觉检测系统的工作过程为:由汽车生产线上运送车身到预定摆放位的粗略位置，待测位置的准确定位是由专用的控制系统来完成。传感器按相关要求的程序进行工作，计算机根据传感器传输的数据采集检测点的图像并进行相应的处理，计算值与标准值进行对比，得出这套车体的检测结果。整个测量过程结束，车身被运回生产线进行下一步生产。
[0006]在本套检测系统中，由于视觉传感器测量的对像是特定的线棱、特定平面或在特定区域上的点，所以需要通过全局来进行标定，来确定视觉传感器的准确空间位置，也就是建立视觉传感器的三维空间坐标系。同时等待监测的车体自身也有自己的一套定位坐标系，这里需要做的就是将这些不同的坐标系统一成一个完整的标准坐标系。在本篇文章中阐述的是采用两台经纬仪建立的光学三坐标系统作为机器视觉检测的标准坐标系。
[0007]为了得到被测点在车身定位坐标系车体自身的坐标系中的准确坐标，这就需要以标准坐标系为中介，把由摄像机传感器得到的被测点在坐标系中的坐标转换到被测点在车体定位坐标系当中。因此这就需要把摄像机的坐标系、车身定位坐标系与标准坐标系统一起来，这种方法就被称为中介坐标统一法。
[0008]为了完成以上所述的工作，需要通过局部标定以及全局标定的来实现。局部标定就是利用透镜透视原理来进行的，标定出从现实坐标系到摄像机的三维坐标系的12个全部外部参数。这个根据的是两条定理:第一、不在同一直线的三点能够确定出两坐标系的转换矩阵；第二、一个坐标系中的三个已知点在已标定好的内部参数的摄像机成像，就可以求出摄像机的外部参数即旋转矩阵和平移矩阵。中介坐标系的方案来确定全局标定，如下图所表示的。通过采用靶标的方式，就可以来求出定位传感器、双目立体视觉传感器和轮廓传感器所对应的定位坐标系和传感器坐标系到相应的经纬仪坐标系的转换矩阵，从而就可以完成整个坐标系的统一。
【权利要求】
1.在通常情况下，挡风玻璃窗的大小、安装车门处棱边位置、相应的定位孔位置以及各分总成的位置关系等是车身制造的关键尺寸。因此视觉传感器系统主要分布在这些特殊的位置附近，测量其相应的棱边、孔、表面的空间位置尺寸。这套系统采用的是固定式测量系统。
2.根据权利要求1所述的汽车白车身机器视觉检测系统设计方法，其特征在于:精度高、速度快、重复性好和无疲劳。
3.根据权利要求2所述的汽车白车身机器视觉检测系统设计方法，其特征在于:一些不适合人工操作的或高危险领域内，起着不可替代的作用。
4.根据权利要求3所述的汽车白车身机器视觉检测系统设计方法，其特征在于:低功耗，更容易受到人们的青睐，经济效益可观。
【文档编号】G01B11/00GK104374315SQ201310359316
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】程明 申请人:天津市彪仕奇科技发展有限公司