一種汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置及采用該裝置的檢測方法，屬于汽車制造技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟高速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車成為越來越多家庭必備的交通工具，與此同時，人們對于汽車性能和外觀的要求也越來越高。汽車涂裝效果是汽車外觀給人最直接的印象。汽車涂裝工藝是汽車制造四大工藝(沖壓、焊裝、涂裝、總裝)之一，其質量直接影響消費者對于汽車品牌的第一印象。由于汽車涂裝質量受到多種因素的影響，如:涂料本身、涂裝環(huán)境以及各個工藝參數設定等，使得汽車涂裝成為一項高精度、高難度的工作，因此汽車車身噴漆烘干后仍然需要進行瑕疵檢測。但由于汽車表面的高反光特性，使得瑕疵檢測異常困難。
[0003]目前我國汽車企業(yè)中的涂裝瑕疵檢測環(huán)節(jié)均由人工完成，通過打油石，光照等方法，從不同角度結合觀察和觸摸等方式對微小瑕疵進行檢測。在生產線上，汽車完成涂裝烘干后，一般由多名工人對瑕疵進行檢測，為后續(xù)修復環(huán)節(jié)提供依據。這項工作不僅需要檢測人員具有豐富的工作經驗，并且要求檢測工人始終保持高強度的注意力，對于流水線連續(xù)工作的工人，很容易產生視覺疲勞，從而易導致檢測效率和檢測準確率下降，不可避免地會出現誤檢漏檢的現象。另一方面，隨著世界經濟的區(qū)域調整和中國經濟的產業(yè)轉型，人工成本也越來越高，采用人工檢測的方法也無法適應目前高速、精準、自動化的生產要求。因此，如何提高汽車產業(yè)的自動化水平，降低生產成本是我國汽車產業(yè)也是世界汽車產業(yè)面臨的迫切問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測方法與裝置，以替代人工，實現快速、自動地對汽車噴漆瑕疵進行檢測和標記，提高汽車的生產效率和質量。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的一個技術方案是提供了一種汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置，其特征在于，包括:
[0006]車身定位系統(tǒng)，采集汽車車身預先設置特征的圖像；
[0007]主電腦，利用從車身定位系統(tǒng)獲得的圖像，生成汽車車身的空間位置坐標；利用從工業(yè)機器人獲得的掃描圖像序列，檢測出汽車車身表面的瑕疵并將該瑕疵分類；
[0008]工業(yè)機器人，利用主電腦生成的汽車車身的空間位置坐標獲得檢測掃描軌跡曲線，再搭載掃描頭按檢測掃描軌跡曲線，對汽車車身表面進行掃描；用于搭載標記工具按主電腦生成的瑕疵類別對汽車車身上瑕疵所在的區(qū)域進行標記。
[0009]優(yōu)選地，所述車身定位系統(tǒng)包括四個分別固定在檢測工位四個角部的CCD傳感器。其中位于前方的兩個C⑶傳感器構成一組前雙目C⑶成像系統(tǒng)，位于后方的兩個CXD傳感器構成一組后雙目(XD成像系統(tǒng)。
[0010]優(yōu)選地，所述工業(yè)機器人有三個，分別為位于汽車車身兩側的側工業(yè)機器人一及側工業(yè)機器人二以及搭載的掃描頭或標記工具位于汽車車身上方的上工業(yè)機器人。
[0011]優(yōu)選地，掃描頭包括光盾式盒型半封閉型結構，在光盾式盒型半封閉型結構內設置兩對稱傾斜安裝的條形光源，圖像傳感器CCD安裝于兩條形光源對稱軸的中點位置，光盾式盒型半封閉型結構的邊緣設置兩測距傳感器。
[0012]優(yōu)選地，所述掃描頭通過可旋轉的連接器固定在所述工業(yè)機器人上，通過可旋轉的連接器使掃描頭在掃描過程中，能根據所述測距傳感器獲取的信息，調節(jié)掃描頭成像面與汽車車身檢測面的傾角。
[0013]優(yōu)選地，所述標記工具為標記噴涂裝置，搭載有標記噴涂裝置的工業(yè)機器人根據不同的瑕疵類別對汽車車身上瑕疵所在的區(qū)域噴涂不同的顏色。
[0014]本發(fā)明的另一個技術方案一種采用上述的汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0015]步驟1、裝載在車轎上的汽車車身達到檢測工位后，觸發(fā)上述的汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置；
[0016]步驟2、前雙目CXD成像系統(tǒng)及后雙目CXD成像系統(tǒng)，采集汽車車身預先設置特征的四幀圖像，并傳入主電腦，通過分析并鎖定特征點位置，計算出以工位某參考點為參照系的汽車車身的三維空間位置坐標；
[0017]步驟3、主電腦將汽車車身的三維空間位置坐標依次傳入所有工業(yè)機器人，每個工業(yè)機器人各自將三維空間位置坐標轉換成以當前工業(yè)機器本身為參照系的位置坐標，隨后，根據預先存儲的當前汽車車身所對應車型的外表曲面參數及當前工業(yè)機器人預先設定的檢測范圍，所有工業(yè)機器人分別計算出各自的檢測掃描軌跡曲線；
[0018]步驟4、各工業(yè)機器人按各自的檢測掃描軌跡曲線進行優(yōu)化后，按檢測掃描軌跡曲線對汽車車身表面進行掃描成像，生成掃描圖像序列，在掃描成像過程中，先由掃描頭上的測距傳感器獲取掃描頭表面與汽車車身的檢測面之間的平行度，在滿足成像條件后再采集圖像，否則，啟動可旋轉的連接器對掃描頭內圖像傳感器CCD的方向進行調整，再進行圖像米集；
[0019]步驟5、各掃描頭將各自的掃描圖像序列依次傳入主電腦；
[0020]步驟6、由主電腦對掃描圖像序列中的每一幀圖像進行分析處理，檢測車身表面的瑕疵，并對其進行分類和標記，從而生成瑕疵類型表，同時提取瑕疵所在區(qū)域邊緣輪廓曲線，并對其進行矢量化處理，生成精確的瑕疵邊緣軌跡矢量圖文件后進行存儲；
[0021]步驟7、由主電腦為每臺工業(yè)機器人建立一個鏈表，將每臺工業(yè)機器人本次檢測的掃描圖像序列所檢出的所有瑕疵信息采用鏈表的形式進行管理和存儲，鏈表結點的內容包含兩個域，其中一個域為指向瑕疵邊緣軌跡矢量圖文件的指針，另一個域存儲該瑕疵的類型標識號；
[0022]步驟8、主電腦將生成的與工業(yè)機器人數量相等且一一對應的鏈表文件，包括對應的所有瑕疵邊緣軌跡矢量圖文件及類型標識號，分別傳給各工業(yè)機器人，每個工業(yè)機器人按照各自鏈表的結點信息進行處理，包括瑕疵邊緣軌跡矢量圖文件和瑕疵類別信息，通過其上搭載的標記工具對瑕疵區(qū)域進行標記。
[0023]優(yōu)選地，在所述步驟6中，在檢測車身表面的瑕疵時，對于汽車車身表面固有的縫隙、邊緣線及非噴漆位置，根據檢測掃描軌跡曲線對應汽車車身表面位置參數信息與掃描圖像特征信息，將掃描圖像劃分為有效檢測區(qū)和無關檢測區(qū)，先將無關檢測區(qū)進行自動排除，再對有效區(qū)進行瑕疵檢測。
[0024]優(yōu)選地，在所述步驟8后，還包括:步驟9、統(tǒng)計當次的檢測信息，并保存當次檢測的結果
[0025]由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0026](a)本發(fā)明提出了一種基于機器視覺和圖像處理技術的汽車車身外表面噴漆瑕疵自動檢測裝置，以計算機為中心，將汽車車身定位、表面圖像采集與處理、瑕疵檢測、分類與標記集中于一體。將檢測裝置用于汽車生產線上，可取代流水線連續(xù)工作的檢測工人，同時，提高檢測效率和準確率，提高汽車產業(yè)的自動化水平，降低生產成本。
[0027](b)采用機器視覺進行瑕疵檢測，其關鍵技術就是如何獲取