一种虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法

技术领域

本发明属于白车身表面质量检测技术领域，具体涉及一种表面质量检测方法，特别涉及一种虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法。

背景技术

在汽车产线中，白车身的表面质量与整车质量密切相关，同时也是客户做出选择的重要标准。目前，在汽车产线中，白车身的表面质量检测普遍依赖于人工检测，然而微小的缺陷很难被人眼直接感知。人工常用的检测手段包括：借助于强光照射的目视检查，手套辅助的触摸检查，以及用油石打磨。其中，油石打磨被广泛的应用于白车身的表面质量检测。

在汽车覆盖件冲压成形、白车身焊装完成后，人工根据汽车覆盖件、白车身局部表面的特点选择不同尺寸的油石按特定方向对表面进行打磨。如果待检测的表面平整无缺陷，油石打磨过程中会对表面均匀着色。如果表面存在缺陷则会导致表面着色不均匀。根据打磨后表面的着色情况可以对表面质量进行评估。但是，上述方法耗时且主观的，很大程度上取决于人员的经验、注意力，很难满足自动化生产线的需求。同时，传统方法的人工表面质量检测效率低，微小缺陷、缓坑容易漏检，在后工序发现后修复缺陷工艺复杂，导致缺陷修复成本增加，降低效益。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法，以解决提高检测的稳定性和一致性以及提高汽车产线表面质量检测的效率和精度的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法，包括以下步骤：

A、数据采集，采集待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据；

B、标准打磨方向生成，基于待检测的汽车覆盖件/白车身表面3D数据生成打磨方向；

C、标准表面方向生成，基于待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据生成表面方向；

D、循环表面质量评估，对于待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据的每一个待评估点，执行如下步骤；

E、局部平面生成：根据待评估点所在位置的打磨方向、待评估点所在位置的表面方向以及待评估点所在位置信息生成局部平面；

F、局部截面生成：局部平面和待检测件的表面相交形成局部截面；

G、局部截面线生成：局部截面在以当前评估点为中心生成长度为L的局部截面线；

H、局部质量评估：根据局部截面线拟合局部界面线，计算当前位置与局部截面线的偏差，根据偏差以及工艺参数确定当前点是否是缺陷以及根据偏差值确定缺陷等级。

进一步地，步骤A中，使用3D扫描仪对待检测汽车覆盖件/白车身表面进行扫描，从而获取待检测件的表面3D数据。

更进一步地，步骤A中，使用光学3D扫描仪对待检测汽车覆盖件/白车身表面进行扫描；对于大面积的待检测件，可通过在相对待检测件的不同位姿下进行多次数据采集，从而采集到待检测件的完整表面3D数据。

进一步地，步骤B中，生成标准打磨方向时，对于待检测件的3D数据按平整度划分成不同局部表面，对每个局部表面按照实际打磨方向设置标准打磨方向。

进一步地，步骤C中，生成标准表面方向时，对于待检测件的3D数据按平整度划分成不同局部表面，对每个局部表面将其主法线方向设置为标准表面方向。

进一步地，步骤D中，根据待评估点所在位置的打磨方向、待评估点所在位置的表面方向以及待评估点所在位置信息生成局部平面，其中打磨方向对应于待评估点所属局部表面的的标准打磨方向，表面方向对应于待评估点所属局部表面的的标准表面方向。

进一步地，步骤H中，根据所述的局部截面线得到其上的所有3D点，根据3D点进行直线的拟合。

更进一步地，步骤H，采用RANSAC直线拟合方法，能够对噪声或者缺陷更具鲁棒性；然后，计算待检测点相对于拟合的直线的偏差，根据偏差对待检测点进行进一步分类和分级。

更进一步地，根据偏差值对缺陷进行可视化显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于高精度的3D扫描仪的3D数据自动分析白车身表面质量，避免了人工油石打磨对表面质量的影响，减少了表面质量检测过程对人工的依赖性和不确定性，能够有效提高检测的稳定性和一致性，提高汽车产线表面质量检测的效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1物体表面聚类后划分成多个局部平面示意图；

图2标准打磨方向生成示意图；

图3标准表面方向生成示意图；

图4局部平面的生成示意图；

图5局部截面线的生成示意图；

图6局部质量评估示意图；

图7本发明虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，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定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法，包括以下步骤：

1、数据采集，采集待检测汽车覆盖件、白车身表面3D数据；

2、标准打磨方向生成，基于待检测的汽车覆盖件、白车身表面3D数据生成打磨方向；

3、标准表面方向生成，基于待检测汽车覆盖件、白车身表面3D数据生成表面方向；

4、循环表面质量评估，对于待检测汽车覆盖件、白车身表面3D数据的每一个待评估点，执行如下步骤；

5、局部平面生成：根据待评估点所在位置的打磨方向、待评估点所在位置的表面方向以及待评估点所在位置信息生成局部平面；

6、局部截面生成：局部平面和待检测件的表面相交形成局部截面；

7、局部截面线生成：局部截面在以当前评估点为中心生成长度为L的局部截面线；

8、局部质量评估：根据局部截面线拟合局部界面线，计算当前位置与局部截面线的偏差，根据偏差以及工艺参数确定当前点是否是缺陷以及根据偏差值确定缺陷等级。

在本发明中，由于提出了标准打磨方向生成步骤和标准表面方向生成步骤，使得虚拟打磨更接近实际人工打磨，消除采用统一打磨方向和表面方向导致的检测问题，一定程度上提高了对曲面的兼容性。同时，提出的循环表面质量评估步骤可对表面进行全面的评估，并得到每个点的数据评估值，根据这个数值可灵活调整点的分类和质量分级。

实施例1

一种虚拟油石视觉检测白车身面品质量的方法，通过模拟油石打磨过程，对待检测的汽车覆盖件、白车身的表面进行虚拟打磨，评估表面质量。下面结合附图对该面品表面检测算法的执行过程和实现细节进行详细的描述，该方法包括以下步骤：

1、数据采集，采集待检测汽车覆盖件、白车身表面3D数据。使用3D扫描仪对待检测汽车覆盖件、白车身表面进行扫描，从而获取待检测件的表面3D数据S。在一个实施列中，使用光学3D扫描仪对待检测汽车覆盖件、白车身表面进行扫描。对于大面积的待检测件，可通过机械结构，如机械臂搭载3D扫描仪，在相对汽车覆盖件、白车身表面的不同位姿下进行多次数据采集，从而采集到待检测汽车覆盖件、白车身表面的完整3D数据。

2、标准打磨方向生成，基于待检测的汽车覆盖件、白车身表面3D数据生成打磨方向。对于待检测件的表面3D数据按平整度划分成不同局部表面，对每个局部表面按照实际打磨方向设置标准打磨方向。在一个实施列中，提取表面3D数据中所有点的法向量，并对根据法向量的相似性对3D数据中所有点进行聚类。如图1、2所示，经过聚类后将表面3D数据划分成为四个平整度高的局部表面S

3、标准表面方向生成，基于待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据生成表面方向。在一个实施列中，提取表面3D数据中所有点的法向量，并对根据法向量的相似性对3D数据中所有点进行聚类。如图1、图3所示，经过聚类后将表面3D数据划分成为四个平整度高的局部表面S

4、循环表面质量评估，对于待检测汽车覆盖件、白车身表面3D数据的每一个待评估点P

5、局部平面生成，根据待评估点所在位置的打磨方向、待评估点所在位置的表面方向以及待评估点所在位置信息生成局部平面。图4揭示了在一个实施列中局部平面生成步骤中局部平面的生成步骤。P

6、局部截面生成，局部平面和待检测件的表面相交形成局部截面。图4同时也揭示了在一个实施列中局部截面生成步骤中局部截面的生成步骤。根据局部表面F

7、局部截面线生成，局部截面在以当前评估点为中心生成长度为L的局部截面线。其中，L为人工打磨时使用的油石尺寸。图5揭示了在一个实施列中局部截面线生成步骤中局部截面线的生成步骤。以P

8、局部质量评估，根据局部截面线拟合局部界面线，计算当前位置与局部截面线的偏差，根据偏差以及工艺参数确定当前点是否是缺陷以及根据偏差值确定缺陷等级。在一个实施例中，如图6所示，根据所述的局部截面线局部截面线l

图7揭示了根据本发明的一实施例的汽车覆盖件/白车身表面方法中的执行过程。如图7所示，首先是数据准备阶段步骤。在该阶段，首先在数据采集步骤中，采集待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据；然后是基于待检测的汽车覆盖件/白车身表面3D数据生成打磨方向以及基于待检测汽车覆盖件/白车身表面3D数据生成表面方向；然后是表面评估阶段，对每个待评估点P

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。