车门角度检测装置、方法以及车辆喷漆系统及介质

技术领域

本发明涉及自动化领域，更具体地，涉及一种用于在喷漆产线上检测车门开合角度的装置以及相应的系统。

背景技术

在当前的汽车生产过程中，喷漆是一个重要的步骤。在车辆内部的喷漆工作中，需要在车门上安装限位器使车门保持打开状态，但是由于限位器都是人工安装，前后限位器装反的情况难以避免。

由于喷漆工序是喷漆机器人自动完成的，但是喷漆机器人不能检测并判断车门的打开角度是否正确，一旦车门的打开角度存在错误，机器人喷漆过程中极易和车门碰撞，导致机器人的喷头、机器臂和车辆损伤。

在公告号为CN202692974U的专利“汽车车门最大开启角度检测装置”中，车门喷漆定位工具包括连接座、车门弹性夹钳和侧围卡具；车门弹性夹钳和侧围卡具分别与连接座固定连接。该车门喷漆定位工具使用时，把车门打开一定角度，侧围卡具卡住侧围密封条止口；用车门弹性夹钳夹住车门内板，使车门固定在喷漆需要打开的角度，然后进行喷漆。然而，该检测装置仍然是通过机械方式来进行测量，不适用于多种车型，并且中也无法分辨是否上错了车门。

在公告号为CN115909258A的专利“车门打开角度确定方法及装置、电子设备及可读存储介质”中，通过获取车辆周边的障碍物的运动状态信息以及位置信息，其中，障碍物位于车辆的预设距离范围内；根据运动状态信息以及位置信息确定车辆的车门最大打开角度。然而，该专利中的技术方案仅是用来检测是否有障碍物，并且架构较为复杂，难以在汽车制造过程中进行推广。

因此，亟需一种可以应用于产线，并且具备较高适用性和准确度的车门角度检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够检查车门打开角度的检测装置以及系统，从而解决了因错误使用限位器而导致的设备碰撞，或是喷漆错误的问题。

本发明的第一方面提供了一种车门角度检测装置，包括：角度检测模块，其配置为向所述车门的待测位置发射检测信号，并且至少基于所述车门对所述检测信号在空间传输的影响，提供检测结果；控制模块，其与所述角度检测模块通信连接，配置为：基于所述检测结果，确定所述车门的位置和参考值之间的差异；基于所述差异，判断所述车门是否达到开合角度，其中，若所述判断结果指示所述车门未到达所述开合角度，则所述控制模块生成第一提示信息，若所述判断结果指示所述车门到达所述开合角度，则所述控制模块生成第二提示信息。

在一种实施例中，所述角度检测模块包括：第一信号发射器，用于发射所述检测信号；第一信号接收器，其远离所述第一信号发射器设置，用于接收来自所述第一信号发射器的检测信号。

在一种实施例中，所述角度检测模块包括：第二信号收发器，用于发射所述检测信号，并获取所述检测信号在所述待测位置上的反射信号。

在一种实施例中，所述检测结果包括：所述车门对所述检测信号的遮挡程度，和/或所述车门与所述角度检测模块之间的距离。

在一种实施例中，所述角度检测模块包括：多个检测单元，用于生成多个子检测结果；转换单元，其耦合至所述多个检测单元，用于基于所述多个子检测结果转换为所述检测结果，其中，所述检测结果与所述控制模块的类型相关联。

在一种实施例中，所述装置还包括支架，所述支架包括多个支架部段，所述支架部段提供用于安装所述检测单元的安装位置。

在一种实施例中，所述装置还包括：提醒模块，其耦合至所述控制模块，并且至少根据所述第一、第二提示信息分别执行第一、第二提醒操作。

在一种实施例中，所述装置还包括：交互模块，其耦合至所述控制模块，用于提供面向用户的输入和/或输出界面。

在一种实施例中，所述装置还包括用于供电的电源模块。

在一种实施例中，所述检测信号包括以下项中的至少一个：红外线信号；激光信号；以及超声波信号。

本发明的第二方面提供了一种车辆喷漆系统，包括：喷漆机器人，其设置于车门外部；车门角度检测装置，其包括：角度检测模块，其配置为向所述车门的待测位置发射检测信号，并且基于所述车门对所述检测信号在空间传输的影响，提供检测结果；控制模块，其与所述角度检测模块通信连接，配置为基于所述检测结果来确定所述车门的当前位置，并基于所述当前位置和参考值来判断所述车门是否达到预定开合角度，其中，若所述车门未到达所述开合角度，则所述控制模块向所述喷漆机器人发送提示信息，使得所述喷漆机器人停止操作。

在一种实施例中，所述角度检测模块包括：多个检测单元，其分布式地围绕所述车辆进行布置，用于生成多个子检测结果；转换模块，其耦合至所述多个检测单元，用于基于所述多个子检测结果转换为所述检测结果，其中，所述转换操作与所述控制器的类型相关联。

在一种实施例中，所述系统还包括：支架，所述支架包括多个支架部段，所述支架部段提供用于安装所述角度检测模块的安装位置；和/或交互模块，其耦合至所述控制模块，并且包括触摸屏，所述触摸屏用于向用户提供文字和/或图形界面，并且接收用户的输入指令。

本发明的第三方面提供了一种用于车辆角度检测的方法，包括：经由角度检测模块向所述车门的待测位置发射检测信号，并且基于所述车门对所述检测信号在空间传输的影响，提供检测结果；经由控制模块基于所述检测结果来确定所述车门的当前位置，并基于所述当前位置和参考值来判断所述车门是否达到预定开合角度，若所述车门未到达所述开合角度，则经由所述控制模块生成第一提示信息，若所述车门到达所述开合角度，则经由所述控制模块生成第二提示信息。

在一种实施例中，若所述车门未到达所述开合角度，则经由所述控制模块向喷漆机器人发送第一提示信息，使得所述喷漆机器人停止操作，若所述车门到达所述开合角度，则经由所述控制模块向喷漆机器人发送第二提示信息，使得所述喷漆机器人执行喷漆操作。

本发明的第四方面提供了一种非暂态的计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由一个或更多个处理模块运行时使得所述一个或更多个处理模块执行上述的方法。

通过上述技术方案，大大减少了生产过程中因手动选择限位器，而无法及时发现，进而产生喷漆错误或者设备碰撞的问题，不仅可以将故障发生的次数降低至很低乃至零次，还避免了资源浪费。另外，本发明的技术方案不需要大幅地更改产线设置，也不需要大量采购额外的器材，实现了低成本的消耗，利于大面积地推广。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为依据本发明实施例的检测装置的架构图；

图2为依据本发明实施例的检测示意图；

图3为依据本发明实施例的支架示意图；

图4为依据本发明实施例的车门测距示意图；

图5为依据本发明实施例的车辆喷漆系统示意图；

图6为依据本发明实施例的车辆喷漆系统的控制方法流程图；

图7为依据本发明实施例的用户界面的示意图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应当注意，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本领域的技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施本发明的示例性方式，而不是穷尽的方式。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

发明人经过大量的实践发现前门和后门的限位器的长度不同，因此前门和后门的打开角度不同。在喷漆车间，车门限位器安装在PVC生产线上，方便机器人开门喷漆。

前门和后门的限位器形状相似，但长度不同。在当前的车间中，限位器需要安装人员进行手动排序，可能会导致错误。经过分拣，限位器被送到现场，由于操作时间紧张，形状相似，如果手动分拣出现错误和混合，安装操作员无法第一时间发现，安装人员会将错误的限位器安装到门上，导致门的打开角度错误。喷漆机器人的油漆轨迹是固定的，对应的车门开启角度的公差为±5°。安装错误的限位器将导致喷漆机器人与车身产生碰撞或是喷漆错误，极大地增加了成本。

针对于此，本发明提出了检测车门是否开启正确并且限位器是否安装错误的系统。

请同时参阅图1、图2和图3，其中，图1为依据本发明实施例的检测装置的架构图，图2为依据本发明实施例的检测示意图，图3为依据本发明实施例的支架示意图。

检测装置10包括电源模块11、控制模块12、角度检测模块13，其中，电源模块11用于向检测装置10提供电力，角度检测模块13包括多个检测单元131。检测单元131与控制模块12通信连接，并且分布式地设置于车门附近，以用来检测相应的车门是否开启到正确的角度。

具体地，角度检测模块13中的检测单元131向车门的待测位置(譬如，门内侧边缘、外测边缘，或是)发射检测信号，这里的检测信号可以根据需求包括以下项中的至少一个：红外线信号、激光信号、超声波信号。

检测装置10还可以包括耦合至控制模块12的提醒模块14，从而可以根据车门是否开启正确来发出提醒。譬如，提醒模块14可以包括光电开关组件，当车门开启正确时，提醒模块14可以通过亮绿灯或者是播报语音“开启正确”来告知用户；当车门开启错误时，提醒模块14可以通过亮红灯或者是播报语音“开启错误”来告知用户。

检测装置10还可以包括交互模块15，其耦合至控制模块12，用于提供面向用户的输入和/或输出界面。通过交互模块15，用户可以迅速得知发生故障的位置以及相关信息，便于决定是否要人为干预等等。

为便于说明，下面以检测信号是红外线信号为例进阐述。

如图2所示，检测单元131包括信号发射器T1和信号接收器R1，其中，信号发射器T1用于向车门的待测位置(例如，边缘)发射检测信号，信号接收器R1远离信号发射器T1设置，用于接收来自发射器T1的检测信号。基于所接收到的检测信号，可以确定检测信号被遮挡的程度。可以理解的，在检测之前，可以根据车门的开合角度来预先定义相应的遮挡程度。

具体地，信号发射器T1向待测位置发射检测信号，若车门达到预定开合角度，则经过空间传输，信号接收器R1将接收到部分的检测信号。若车门的开合角度超过或是小于预定开合角度，则信号接收器R1所接收到的检测信号的量将产生变化。在本实施例中，检测单元131将根据车门对检测信号在空间传输的影响的程度，提供检测结果。可以理解的，控制模块12可以根据该检测结果来确定车门是否处于预定开合角度，或是车门是否超过(小于)预定开合角度。换而言之，控制模块12在接收到检测结果后，将确定车门的位置和参考值之间的差异，并且基于该差异来判断车门是否达到开合角度。可以理解的，当该差异小于指定的阈值时，可以判断为车门已经达到了开合角度；若大于等于该指定的阈值，则可以判断为车门未到达开合角度，发生了错误。

若判断结果指示车门未到达开合角度，则控制模块12生成第一提示信息，若判断结果指示车门到达开合角度，则控制模块12生成第二提示信息。可以理解的，根据应用场景，提醒模块12还可以将环境因素、时间因素或是生产因素与第一、第二提示信息相结合来执行相应的提醒操作，例如，与第一提示信息相对应的提醒操作可以是停止油漆机器人工作。可以理解的，提醒操作是表示能够让生产系统和/或用户能够感知到的操作，并不局限于声、光信号。

如前述，角度检测模块13中的多个检测单元用于生成多个子检测结果。角度检测模块13还可以包括转换单元132，其耦合至多个检测单元，用于将多个子检测结果转换为检测结果，其中，检测结果或是转换操作与控制模块12的类型相关联。例如，转换单元132接收到4个子检测结果(即，四个信号)，其可以根据该四个信号提供一位输出，即1表示有错误，0表示无错误；再者，转换单元132还可以根据该4个信号提供两位输出，即00、01、10、11，同样，可以对该些输出进行定义，譬如，00表示无错，01表示前排车门有错，10表示后排车门有错，11表示两排车门均有错。可以理解的，根据控制模块12的需求，转换单元132可以生成相应的输出信号，而不局限于上述的一位或者两位输出。

如图3所示，检测装置10还可以包括支架16，其包括支架部段161-163以及连接部164-165，其中，支架部段提供161-163用于安装检测单元的安装位置。例如，支架部段161、163在端部提供了检测单元T1、T3的安装位置，支架部段162在中部提供了检测单元T2的安装位置。

连接部164用来将支架部段161与162连接，并且通过调整连接部164的位置，不仅可以实现相邻支架部段可以在任意位置上的连接，还可以实现相邻支架部段能够以任意的夹角进行连接。可以理解的，这里仅仅是示例性的说明，并非用来限制支架16所包含的支架部段的数目，也非用来限制支架部段上检测单元的安装位置。

在一实施例中，控制模块12还可以基于车门打开后与角度检测单元131之间的距离来判断车门是否达到预设的开合角度。

图4为依据本发明实施例的车门测距示意图

对于车间而言，传送线以及传送线上车架(同一款)的位置往往是固定的，因此，可以将角度检测单元131设置在传送线两侧，进而使得角度检测单元与车架之间的相对位置基础保持不变。通过将车门与角度检测单元131之间的距离与参考值(例如，预定距离)之间的差异，便可以判断车门打开角度是否正确。可以理解的，当需要对不同规格的车辆进行测量时，仅需调整控制模块12中与角度检测单元131相关的测距参数(例如，预定距离、测距位置、测距时间等)即可，而不需要调整角度检测单元131的安装位置。

可以理解的，在不同种类的检测方法中，遮挡程度、根据遮挡而得出的距离等参数，均可以视为车门对检测信号的影响。换而言之，检测结果可以基于接收到信号是否完整而获得，也可以基于所检测到的检测单元与车门之间的距离而获得。

在一种实施例中，角度检测模块还可以包括多个信号收发器TR(未示出)，用于发射检测信号，并获取检测信号在待测位置上的反射信号，信号收发器基于反射信号生成检测结果。类似地，当信号收发器向待测位置发射检测信号，若车门达到预定开合角度，则经过空间传输，信号收发器将接收到部分的检测信号。通过判断信号收发器所接收到的检测信号，来判断车门的开合角度是否超过或是小于预定开合角度。

图5为依据本发明实施例的车辆喷漆系统示意图。

如图所示，喷漆系统50包括喷漆机器人51，其设置于车门外部；车门角度检测装置10，其包括：角度检测模块11，其配置为向车门的待测位置发射检测信号，并且基于车门对检测信号在空间传输的影响，提供检测结果；控制模块12，其与角度检测模块通信连接，配置为基于检测结果来确定车门的当前位置，并基于当前位置和参考值来判断车门是否达到预定开合角度，其中，若车门未到达开合角度，则控制模块12向喷漆机器人51发送提示信息，使得喷漆机器人51停止操作。

基于上述的车辆喷漆系统，本发明还提出了车辆喷漆系统的控制方法，如图6所示。

步骤S61：向车门的待测位置发射检测信号，基于车门对检测信号在空间传输的影响，提供检测结果。

在该步骤中，经由角度检测模块向车门的待测位置发射检测信号，并且车门对检测信号在空间传输的影响可以是遮挡的程度，即，检测结果能够表征车门是否遮挡了检测信号的传输路径，通过比较发射的检测信号与接收到的检测信号，便可以确定检测结果。

在一实施例中，检测结果还可以包括(1)车门对检测信号的遮挡程度；和/或(2)车门与角度检测模块之间的距离。

步骤S62：基于检测结果来确定车门与参考值之间的差异。

在该步骤中，经由控制模块基于检测结果来确定车门的当前位置，并至少基于当前位置和参考值来判断车门与参考值之间的差异。

基于上一步所获得的差异，判断车门是否达到预定开合角度(步骤S63)。可以理解的，此处的差异可以受环境的影响。因此，在一实施例中，还可以基于环境参数与此处的差异来确定车门是否达到预定的开合角度。

若车门未到达开合角度(步骤S64)，则经由控制模块向喷漆机器人发送第一提示信息；若车门到达开合角度(步骤S65)，则经由控制模块向喷漆机器人发送第二提示信息。根据上述提示信息，喷漆机器人可以停止喷漆操作或者执行喷漆操作(步骤S66)，例如，根据第一提示信息，喷漆机器人可以停止喷漆操作，根据第二提示信息，喷漆机器人可以继续喷漆操作。

图7为依据本发明实施例的用户界面的示意图。

如图7所示，用户界面可以包括产线监测区(左侧)和喷漆工作展示区，其中，用户在产线监测区可以选择产线上的任意位置或是任意的喷漆机器人，进而观察喷漆工作的状况。当检测装置10检测出有的车门开启错误时，将在用户界面上通过图文的方式展示提示信息，用户可以通过用户界面查看到是哪个车门打开错误，并且停止或者继续喷漆机器人工作。用户还可以通过用户界面的下侧区域选择观察哪一条产线，可以理解的，用户界面中的控件的功能均可以由用户自定义。

通过上述技术方案，大大减少了生产过程中因手动选择限位器，而无法及时发现，进而产生喷漆错误或者设备碰撞的问题，不仅可以将故障发生的次数降低至很低乃至零次，还避免了资源浪费。另外，本发明的技术方案不需要大幅地更改产线设置，也不需要大量采购额外的器材，实现了低成本的消耗，利于大面积地推广。

在对技术方案进行说明的过程中，有的概念还提供了具体数值，然而本领域技术人员可以理解的是，此处的数值仅仅是为了便于解释，并非是用来限定本技术方案的实施。

可单独地或以任何组合方式来使用前述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实现前述实施方案的各个方面。例如，前述实施方案可体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，所述数据其后可由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、DVD、磁带、硬盘驱动器、固态驱动器和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布在网络耦接的计算机系统中使得计算机可读代码以分布式方式来存储和执行。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是需要被精确复制。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其他实现方式优选的或有利的。本发明不受在技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神，本发明的范围由所附权利要求来限定。