CN102589421B - 汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法，包括以下装置：反射靶、至少两台照相机以及三维摄影测量系统，所述反射靶包括点阵列标记和沿车身表面各处逐点接触的定位接触点，所述点阵列标记设置在所述反射靶的靶面上，两台所述照相机均对准所述反射靶的点阵列标记，包括以下步骤：（1）测量标准时的车身尺寸，建立原始坐标系；（2）测量汽车目前的车身尺寸，建立当前坐标系；（3）对比原始坐标系与当前坐标系的误差；（4）得到原始坐标系与当前坐标系的误差部分的坐标以及误差尺寸，本发明通过收集数据，建立直观的坐标系做对比，降低了汽车车身修理的难度，提高了修理质量，保证了修理后汽车车身的尺寸与标准时一致。

Description

汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法

技术领域

 本发明涉及车辆检测技术领域，特别涉及一种汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法。

背景技术

国内汽车保修设备行业近几年的发展非常迅速，逐步形成了一些行业领军企业。一些有识之士将企业和行业的发展眼光投向了国外市场，通过代理商或自建代表处的方式开发海外业务，这一趋势符合中国目前在世界经济格局中的地位，是未来汽保设备行业快速发展的主要增长方式。随着中国汽车市场如火如荼的发展，中国汽车售后服务市场的前景也备受瞩目。其中汽车维修保养市场更是最大的受益者。而由于家庭购车比例越来越高，以及车主对汽车保养意识越来越强，国内汽车检测、保养设备的需求也越来越大。

但目前汽保设备的技术国内还远远落后于国际竞争对手，而且主要是模仿国外技术，作为汽保设备的主要产品之一四轮定位仪，市场需求量大，产品技术难度高，附加值大。随着国家对交通安全的日益重视和管理规范，四轮定位仪设备的市场需求将在国家政策的引导下迅速膨胀。

目前市场上常见的四轮定位仪的检测方式主要有：激光、PSD、CCD及3D。其特点分别如下：

一、激光：

激光是一种新型光源，它是作为测量系统的光源应用于四轮定位仪，由于激光都是以垂直的直线输出的，因此决定了激光产品束度的测量范围较窄，无补偿且需人工计算推力线，其测量精度低，检测速度慢。因光点与刻度的关系，存在人为误差，而且激光很容易受外界干扰，因此用激光做光源应用于四轮定位仪并不理想。

众所周知，激光对人眼视力有一定伤害，所以UL、CE等安全认证很难通过，欧美日本早已淘汰，只是在中国和部分东南亚国家还局部存在。

二、PSD：

PSD又称光电位置传感器。我们知道，几乎所有的外国四轮定位都不使用，只有韩国的机器在大量使用，它的工作原理是：当PSD的受光面某一位置存在光照的情况下，其输出电流会有相应变化，从而可以得到光照位置，它是一种模拟（DC/AC转换，会有数据丢失）器件。虽然通过使用一些特殊的技术可以在一定程度上避免这些问题，但从原理上限制它只能测量单一光点却是改变不了的。PSD只能使用在工业环境里，就是说PSD的温度漂移严重并且受环境光线的影响。温度变化可以使其输出的零位变化几十毫伏，光线的影响使系统取值不稳定，这两项叠加在一起，便使PSD失去了测量精度和设备稳定性，这点是PSD的杀手（测不准，重复性差）。

三、CCD：

CCD是一种半导体数字元器件（又称光电藕合器件），它分为线阵CCD和面阵CCD两种。它是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件，它是在一块硅面上集成了数千个各自独立的光敏元，当光照射到光敏面上时，受光光敏元将聚集光电子，通过移位的方式，将光量输出，产生光位置和光强的信息，因此CCD具有测量精度高（0.05度以内）、无温度系数、使用寿命长等特点。

使用CCD有良好的环境适应能力。其他所有的技术都有各种各样的使用上的限制，比如不能在光线复杂的地方使用、不能有强电磁场、温度不能有太大的变化等等，而这些都是普通的修车车间的典型环境。那些不能开门，不能开窗，早晨凉快测量的数据和中午天热测量就不同，不能有大的电机在附近的要求，对于四轮定位来说，实在是有点过分。因此欧美国家生产的四轮定位仪均采用CCD技术，如战车、百事霸、战神等，这也足以说明CCD产品的优势。

四、3D：

3D测量方式是采用图像识别技术，用CCD数码相机采集装在车轮反光板上的图像信息，以测量出车轮的相对精度，人工推动车轮前后移动，由CCD摄像头采集信息，求出其坐标和角度。这是一种相当先进的测量方式，目前欧美常用。但他对举升机和转角盘等有严格的机械精度要求，目前国内举升机和转角盘无法与之匹配，影响检测效果，况且标定方式繁琐，价格昂贵，检测速度不快，售后维修较慢，并非国内主流。

与此同时，三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。

三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。

目前，国内在汽车车身尺寸钣金修复时，都采用人工目测的方法，修理工根据车身碰撞部分和未碰撞部分的情况，估计原先的车身尺寸，来进行人工的修复，这个过程中，对修理工的经验的要求非常高，修复难度很大，而且车身的碰撞面积越大则修复度越低。通常修复后的车身仍然和标准时的外形结构存在差别，也会造成车门关不严，车窗不能顺畅打开等问题，影响汽车的密封性和结构对称性。

有鉴于此，本领域技术人员针对上述问题，提供了一种汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法。

发明内容

本发明提供了一种汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法，克服了现有技术的困难，通过收集数据，建立直观的坐标系做对比，降低了汽车车身修理的难度，提高了修复效率和修理质量，保证了修理后汽车车身的尺寸与标准时一致。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种汽车车身尺寸钣金检测系统，包括反射靶、至少两台照相机以及三维摄影测量系统；所述反射靶包括点阵列标记和沿车身表面各处逐点接触的定位接触点，所述点阵列标记设置在所述反射靶的靶面上，两台所述照相机均对准所述反射靶的点阵列标记，所述照相机分别连接所述三维摄影测量系统，所述三维摄影测量系统根据两台位置不同的照相机的图像数据建立所述定位接触点的坐标系。

优选地，还包括三台照相机，两台所述照相机设置在车身的前部，一台所述照相机设置在车身的后部。

优选地，还包括显示器，连接所述三维摄影测量系统。

本发明还提供了一种汽车车身尺寸钣金检测方法，用于检测受损变形后的车身，采用上述的汽车车身尺寸钣金检测系统，包括以下步骤：

（1）通过反射靶和照相机测量标准时的车身尺寸，三维摄影测量系统建立原始坐标系；

（2）通过反射靶和照相机测量汽车目前的车身尺寸，三维摄影测量系统建立当前坐标系；

（3）三维摄影测量系统对比原始坐标系与当前坐标系的误差；

（4）得到原始坐标系与当前坐标系的误差部分的坐标以及误差尺寸。

所述步骤（1）和（2）中，均将汽车的中轴线的最前点为坐标原点。

由于采用了上述技术，与现有技术相比，本发明的汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法通过收集数据，建立直观的坐标系做对比，降低了汽车车身修理的难度，提高了修复效率和修理质量，保证了修理后汽车车身的尺寸与标准时一致。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为实施例中的汽车车身尺寸钣金检测系统中的反射靶的示意图；

图2为实施例中的汽车车身尺寸钣金检测系统中的反射靶的侧视图；

图3为实施例中的汽车车身尺寸钣金检测系统检测刚出厂的车身尺寸的示意图；

图4为实施例中的汽车车身尺寸钣金检测系统检测当前的车身尺寸的示意图；

图5为实施例中的汽车车身尺寸钣金检测方法的流程图。

附图标记

1为反射靶；

2为点阵列标记；

3为定位接触点；

4为照相机；

5为车身；

6为车身碰撞部，

7为显示器。

实施方式

下面通过图1至5来介绍本发明的一种实施例。

实施例1

如图1至4所示，本发明的一种汽车车身尺寸钣金检测系统，包括反射靶1、至少两台照相机4以及三维摄影测量系统；所述反射靶1包括点阵列标记2和沿车身表面各处逐点接触的定位接触点3，所述点阵列标记2设置在所述反射靶1的靶面上，两台所述照相机4均对准所述反射靶1的点阵列标记2，所述照相机4分别连接所述三维摄影测量系统，所述三维摄影测量系统根据两台位置不同的照相机4的图像数据建立所述定位接触点3的坐标系。

还包括三台照相机4，两台所述照相机4设置在车身的前部，一台所述照相机4设置在车身的后部。还包括显示器7，连接所述三维摄影测量系统。

如图3至5所示，其中5为车身，6为车身碰撞部，本发明的一种汽车车身尺寸钣金检测方法，用于检测受损变形后的车身，采用上述的汽车车身尺寸钣金检测系统，包括以下步骤：

（1）通过反射靶和照相机测量标准时的车身尺寸，三维摄影测量系统建立原始坐标系；

（2）通过反射靶和照相机测量汽车目前的车身尺寸，三维摄影测量系统建立当前坐标系；

（3）三维摄影测量系统对比原始坐标系与当前坐标系的误差；

（4）得到原始坐标系与当前坐标系的误差部分的坐标以及误差尺寸。

所述步骤（1）和（2）中，均将汽车的中轴线的最前点为坐标原点。

本发明的汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法是根据视觉三维计算的基本原理开发的，即如果在空间2个（或2个以上）不同的位置看到同一点，那么该点的空间坐标就可计算出来。通过在待测物体上放置参考点和标尺并利用高分辨率的数码相机拍摄照片，系统软件可自动对照片进行处理并计算参考点的三维坐标。

本发明利用照相机与图像标靶原理，对事故车身的事故变形部位进行三维测量，并建立三维坐标点体系，与标准的车身三维点坐标进行对比，并提供模拟三维模型进行对比，给钣金修理师傅提供图形参考，使之快熟准确的完成对车身的修复。

本仪器采用技术：三维视觉测量软件及技术，三维模型软件，万余种车身三维仿真软件，万余种车身数据库采集及建立，车身修复技术，及计算机技术。

综上可知，由于采用了上述技术，本发明的汽车车身尺寸钣金检测系统及其方法通过收集数据，建立直观的坐标系做对比，降低了汽车车身修理的难度，提高了修复效率和修理质量，保证了修理后汽车车身的尺寸与标准时一致。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (2)

1.一种汽车车身尺寸钣金检测系统，其特征在于：包括三台照相机（4）、反射靶（1）以及三维摄影测量系统；

所述反射靶（1）包括点阵列标记（2）和沿车身表面各处逐点接触的定位接触点（3），所述点阵列标记（2）设置在所述反射靶（1）的靶面上，三台所述照相机（4）均对准所述反射靶（1）的点阵列标记（2），三台所述照相机（4）分别连接所述三维摄影测量系统，所述三维摄影测量系统根据两台位置不同的照相机（4）的图像数据建立所述定位接触点（3）的坐标系；

两台所述照相机（4）设置在车身的前部，一台所述照相机（4）设置在车身的后部；

还包括显示器（7），连接所述三维摄影测量系统。

2.一种汽车车身尺寸钣金检测方法，用于检测受损变形后的车身，采用如权利要求1所述的汽车车身尺寸钣金检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过反射靶和照相机测量标准时的车身尺寸，三维摄影测量系统建立原始坐标系；

（2）通过反射靶和照相机测量汽车目前的车身尺寸，三维摄影测量系统建立当前坐标系；

（3）三维摄影测量系统对比原始坐标系与当前坐标系的误差；

（4）得到原始坐标系与当前坐标系的误差部分的坐标以及误差尺寸；

所述步骤（1）和（2）中，均将汽车的中轴线的最前点为坐标原点。