CN106370100A - 车身对称偏差检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车身对称偏差检测方法及系统，所述方法包括以下步骤：通过三坐标扫描设备扫描所述车身以获取车身点云；根据预设面对所述车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云；根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析。由此，无需近似找出车身Y0面，进而不会产生Y0基准偏差，提升了对称偏差的测量精度，为车身的逆向精度以及设计周期提供了可靠的支持。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车身对称偏差检测方法以及一种车身对称偏差检测系统。
背景技术
在相关技术中，车身的制造对称偏差检测方法通常是，通过车身定位孔将车身固定到水平的测量台架上，然后根据对称特征测量点坐标，近似找出车身的Y0面，然后测量车身两侧对称部位的坐标，并根据坐标值的差异计算出对称部位的偏差。
但是，相关技术存在的问题是，需要专门的水平台架，而且找出的车身Y0面存在一定的偏差，进而通过偏差积累影响到对称偏差的测量精度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有较高测量精度且易于实现的车身对称偏差检测方法。
本发明的另一个目的在于提出一种车身对称偏差检测系统。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的车身对称偏差检测方法，包括以下步骤：通过三坐标扫描设备扫描所述车身以获取车身点云；根据预设面对所述车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云；根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析。
根据本发明实施例提出的车身对称偏差检测方法，先通过三坐标扫描设备扫描车身以获取车身点云，然后根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，最后根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。由此，无需近似找出车身Y0面，进而不会产生Y0基准偏差，提升了对称偏差的测量精度，为车身的逆向精度以及设计周期提供了可靠的支持。
根据本发明的一个实施例，在通过三坐标扫描设备扫描所述车身之前，所述方法还包括：通过举升台架将所述车身举起到预设位置。
由此，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
根据本发明的一个实施例，根据所述预设面对所述车身点云进行镜像处理，包括：以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系；将所述欧拉坐标系的预设平面作为所述预设面，以对所述车身进行镜像。
根据本发明的一个实施例，根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析，包括：对所述镜像的车身点云和/或所述车身点云在所述欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整以使所述镜像的车身点云与所述车身点云重合；获取所述车身点云中待测位置对应的点云断面；获取所述镜像的车身点云中所述待测位置对应的镜像点云断面；根据所述点云断面和所述镜像点云断面对所述待测位置进行对称偏差分析，以获取所述待测位置的对称偏差。
根据本发明的一个实施例，所述坐标系参数包括所述原点位移量和欧拉角。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种车身对称偏差检测系统，包括：三坐标扫描设备，用于扫描所述车身以生成车身点云；检测装置，用于与所述三坐标扫描设备进行通信以获取所述车身点云，并根据预设面对所述车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，以及根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析。
根据本发明实施例提出的车身对称偏差检测系统，先通过三坐标扫描设备扫描车身，然后检测装置获取车身点云，并根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，以及根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。由此，无需近似找出车身Y0面，进而不会产生Y0基准偏差，提升了对称偏差的测量精度，为车身的逆向精度以及设计周期提供了可靠的支持。
根据本发明的一个实施例，在通过三坐标扫描设备扫描所述车身之前，通过举升台架将所述车身举起到预设位置。
由此，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置，进一步用于：以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系，并将所述欧拉坐标系的预设平面作为所述预设面，以对所述车身进行镜像。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置，进一步用于：对所述镜像的车身点云和/或所述车身点云在所述欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整以使所述镜像的车身点云与所述车身点云重合，并获取所述车身点云中待测位置对应的点云断面以及所述镜像的车身点云中所述待测对位置对应的镜像点云断面，以及根据所述点云断面和所述镜像点云断面对所述待测位置进行对称偏差分析，以获取所述待测位置的对称偏差。
根据本发明的一个实施例，所述坐标系参数包括所述原点位移量和欧拉角。
附图说明
图1是根据本发明实施例的车身对称偏差检测方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的车身点云的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的镜像的车身点云的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的车身点云与镜像的车身点云重合的示意图；
图5是根据本发明一个实施例的车身点云与镜像的车身点云之间的车身对称偏差的分布示意图；
图6是根据本发明一个具体实施例的车身对称偏差检测方法的流程图；以及
图7是根据本发明实施例的车身对称偏差检测系统的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例的车身对称偏差检测方法以及车身对称偏差检测系统。
图1是根据本发明实施例的车身对称偏差检测方法的流程图。根据本发明的一个实施例，可通过CATIA软件对车身对称偏差进行检测。
如图1所示，车身对称偏差检测方法包括以下步骤：
S1：通过三坐标扫描设备扫描车身以获取车身点云。
根据本发明的一个实施例，在通过三坐标扫描设备扫描车身之前，方法还包括：通过举升台架将车身举起到预设位置。
也就是说，可将车身用举升台架举起到合适的高度后，用三坐标扫描设备扫描车身以生成车身点云数据。进而，将三坐标扫描设备生成的车身点云数据导入到CATIA软件，CATIA软件即可根据车身点云数据对车身对称偏差进行检测。其中，车身点云可如图2所示。
由此，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
S2：根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云。
根据本发明的一个实施例，根据预设面对车身点云进行镜像处理，包括：以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系；将欧拉坐标系的预设平面作为预设面以对车身进行镜像。
也就是说，将欧拉坐标系的预设平面和预设面可看作是车身点云的大致对称面。具体地，如图3所示，可在车身点云的大致中间位置附近建立一个坐标类型的点作为新坐标系的原点O，然后在新坐标系的原点O上建立一个欧拉坐标系，并以欧拉坐标系的ZX面作为预设平面镜像车身点云，从而得到图3中所示的镜像的车身点云。其中，ZX面是指z轴和x轴构成的平面，x轴可为原点O指向车辆尾部形成的坐标轴，z轴可为原点O指向车辆顶部形成的坐标轴。
S3：根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。
根据本发明的一个实施例，根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称分析，包括：对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整以使镜像的车身点云与车身点云重合；获取车身点云中待测位置对应的点云断面；获取镜像的车身点云中待测位置对应的镜像点云断面；根据点云断面和镜像点云断面对待测位置进行对称偏差分析，以获取待测位置的对称偏差。
其中，坐标系参数包括原点位移量和欧拉角。以镜像的车身点云为例，原点位移量可指镜像的车身点云在y轴上距离原点O的位移量，即y轴上的坐标值，欧拉角可包括欧拉角1和欧拉角2，欧拉角1可指镜像的车身点云绕着z轴旋转的角度，欧拉角2可指镜像的车身点云绕着x轴旋转的角度。其中，y轴为原点O指向车辆右侧形成的坐标轴。
具体来说，如图4所示，可通过调整镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的y轴坐标值、欧拉角1与欧拉角2，以使镜像的车身点云与车身点云重合，进而在重合后即可做车身对称偏差分析。
进一步地，在做车身对称偏差分析时，可先选定待测位置，然后在待测位置切出点云断面以及以欧拉坐标系的ZX面镜像后镜像点云断面，由此，根据切出的点云断面和镜像点云断面分析车身对称偏差，进而可以分析出车身点云任何一个位置的对称偏差。
具体地，可通过以下方式判断镜像的车身点云与车身点云是否重合：可选定多个特征位置，然后在每个特征位置对调整后的镜像的车身点云与车身点云进行断面分析，以获取车身对称偏差分布，车身对称偏差的分布图可如图5所示，如果车身对称偏差分布未满足预设条件，则判断镜像的车身点云与车身点云未重合，继续对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整；如果车身对称偏差分布满足预设条件，则判断镜像的车身点云与车身点云重合。
换言之，在对镜像的车身点云和车身点云进行调整之后，再对调整后的镜像的车身点云与车身点云进行断面分析，以判断镜像的车身点云与车身点云重合，如果不重合，则继续对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整，直至镜像的车身点云与车身点云相重合。
其中，预设条件可为偏差呈散状分布，即在调整后车身点云与镜像的车身点云之间的偏差呈散状分布。也就是说，依靠车身点云与镜像的车身点云之间的偏差是否呈散状分布，来判断镜像的车身点云与车身点云是否相重合，即判断当前的对称面是否合适；如果不合适，需要继续调整对称面，直到调出符合车身真实精度的对称面；再以调整合适的对称面来进行车身对称偏差分析。由此，根据车身点云与镜像的车身点云分析出的车身对称偏差，将只包括制造精度偏差，而没有对称面或角度不合理引起的基准偏差，从而真是反映车身的实际制造精度。
如上所述，如图6所示，本发明实施例的车身对称偏差检测方法包括以下步骤：
S101：通过车身用举升台架举起到合适的高度，并通过三坐标扫描设备扫描车身。
S102：将扫描生成的点云数据导入到CATIA中，可以得到图2所示的车身点云。
S103：在车身点云的大致中间位置附近建立一个坐标类型的点，作为新坐标系的原点。
S104：在新坐标系的原点上建立一个欧拉坐标系。
S105：以欧拉坐标系的ZX面镜像车身点云，得到图3所示的镜像的车身点云。
S106：调整新坐标原点的y值与欧拉坐标系的欧拉角1与欧拉角2，直至车身点云与镜像的车身点云重合，如图4所示。
其中，步骤S103至步骤S106为建立车身坐标系的过程。
S107：以欧拉坐标系的ZX面镜像后，切出如图5所示的点云断面，做车身对称偏差分析，可以分析车身点云任一个位置的对称偏差。
其中，步骤S107为车身对称偏差检测的过程。
综上，根据本发明实施例提出的车身对称偏差检测方法，先通过三坐标扫描设备扫描车身以获取车身点云，然后根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，最后根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。由此，无需近似找出车身Y0面，进而不会产生Y0基准偏差，提升了对称偏差的测量精度，为车身的逆向精度以及设计周期提供了可靠的支持。并且，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
本发明实施例还提出的一种车身对称偏差检测系统。
图7是根据本发明实施例的车身对称偏差检测系统的方框示意图。如图7所示，该系统包括：三坐标扫描设备101和检测装置102。
其中，三坐标扫描设备101用于扫描车身以生成车身点云；检测装置102用于与三坐标扫描设备进行通信以获取车身点云，并根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，以及根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。
进一步地，根据本发明的一个实施例，在通过三坐标扫描设备101扫描车身之前，通过举升台架将车身举起到预设位置。也就是说，可通过举升台架将车身举起到预设位置，以在车身被举起到预设位置时，通过三坐标扫描设备101扫描车身。
也就是说，可将普通的车身用举升台架举起到合适的高度后，用三坐标扫描设备101扫描车身以生成车身点云数据。进而，将三坐标扫描设备生成的车身点云数据导入到检测装置102中安装的CATIA软件，CATIA软件即可根据车身点云数据对车身对称偏差进行检测。其中，车身点云可如图2所示。
由此，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
根据本发明的一个实施例，检测装置102进一步用于：以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系，并将欧拉坐标系的预设平面作为对称面对车身进行镜像以获取镜像的车身点云。
也就是说，将欧拉坐标系的预设平面和预设面看作是车身点云的大致对称面。具体地，如图3所示，检测装置102可在车身点云的大致中间位置附近建立一个坐标类型的点作为新坐标系的原点O，然后在新坐标系的原点O上建立一个欧拉坐标系，并以欧拉坐标系的ZX面作为预设平面镜像车身点云，从而得到图3中所示的镜像的车身点云。其中，ZX面是指z轴和x轴构成的平面，x轴可为原点O指向车辆尾部形成的坐标轴，z轴可为原点O指向车辆顶部形成的坐标轴。
根据本发明的一个实施例，检测装置102进一步用于：对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整以使镜像的车身点云与车身点云重合，并获取车身点云中待测位置对应的点云断面以及镜像的车身点云中待测位置对应的镜像点云断面，以及根据点云断面和镜像点云断面对待测位置进行对称偏差分析，以获取待测位置的对称偏差。
其中，坐标系参数包括原点位移量和欧拉角。以镜像的车身点云为例，原点位移量可指镜像的车身点云在y轴上距离原点O的位移量，即y轴上的坐标值，欧拉角可包括欧拉角1和欧拉角2，欧拉角1可指镜像的车身点云绕着z轴旋转的角度，欧拉角2可指镜像的车身点云绕着x轴旋转的角度。其中，y轴为原点O指向车辆右侧形成的坐标轴。
具体来说，如图4所示，检测装置102可通过调整镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的y轴坐标值、欧拉角1与欧拉角2，，以使镜像的车身点云与车身点云重合，进而在重合后即可做车身对称偏差分析。
进一步地，在做车身对称偏差分析时，检测装置102可先选定待测位置，然后在待测位置切出点云断面以及以欧拉坐标系的ZX面镜像后镜像点云断面，由此，检测装置102根据切出的点云断面和镜像点云断面分析车身对称偏差，进而可以分析出车身点云任何一个位置的对称偏差。其中，点云断面与镜像点云断面可如图5所示。
具体地，检测装置102可通过以下方式判断镜像的车身点云与车身点云是否重合：可选定多个特征位置，然后在每个特征位置对调整后的镜像的车身点云与车身点云进行断面分析，以获取车身对称偏差分布，车身对称偏差的分布图可如图5所示，如果车身对称偏差分布未满足预设条件，则判断镜像的车身点云与车身点云未重合，继续对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整；如果车身对称偏差分布满足预设条件，则判断镜像的车身点云与车身点云重合。
换言之，检测装置102在对镜像的车身点云和车身点云进行调整之后，再对调整后的镜像的车身点云与车身点云进行断面分析，以判断镜像的车身点云与车身点云重合，如果不重合，则继续对镜像的车身点云和/或车身点云在欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整，直至镜像的车身点云与车身点云相重合。
其中，预设条件可为偏差呈散状分布，即在调整后车身点云与镜像的车身点云之间的车身对称偏差呈散状分布。也就是说，依靠车身点云与镜像的车身点云之间的偏差是否呈散状分布，来判断镜像的车身点云与车身点云是否相重合，即判断当前的对称面是否合适；如果不合适，需要继续调整对称面，直到调出符合车身真实精度的对称面；再以调整合适的对称面来进行车身对称偏差分析。由此根据车身点云与镜像的车身点云分析出的车身对称偏差，将只包括制造精度偏差，而没有对称面或角度不合理引起的基准偏差，从而真是反映车身的实际制造精度。
如上所述，本发明实施例的车身对称偏差检测系统的工作过程如下：
1)通过车身用举升台架举起到合适的高度，并通过三坐标扫描设备101扫描车身；
2)将扫描生成的点云数据导入到检测装置102中按照的CATIA软件中，可以得到图2所示的车身点云；
3)检测装置102在车身点云的大致中间位置附近建立一个坐标类型的点，作为新坐标系的原点。
4)检测装置102在新坐标系的原点上建立一个欧拉坐标系。
5)检测装置102以欧拉坐标系的ZX面镜像车身点云，得到图3所示的镜像的车身点云。
6)检测装置102调整新坐标原点的y值与欧拉坐标系的欧拉角1与欧拉角2，直至车身点云与镜像的车身点云重合，如图4所示。
其中，(3)至(6)为建立车身坐标系的过程。
7)检测装置102以欧拉坐标系的ZX面镜像后，切出如图5所示的点云断面，做车身对称偏差分析，可以分析车身点云任一个位置的对称偏差。
其中，(7)为车身对称偏差检测的过程。
综上，根据本发明实施例提出的车身对称偏差检测系统，先通过三坐标扫描设备扫描车身，然后检测装置获取车身点云，并根据预设面对车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，以及根据车身点云和镜像的车身点云对车身进行对称偏差分析。由此，无需近似找出车身Y0面，进而不会产生Y0基准偏差，提升了对称偏差的测量精度，为车身的逆向精度以及设计周期提供了可靠的支持。并且，无需采用专门的测量台架，降低了测量成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种车身对称偏差检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过三坐标扫描设备扫描所述车身以获取车身点云；
根据预设面对所述车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云；
根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析。
2.根据权利要求1所述的车身对称偏差检测方法，其特征在于，在通过三坐标扫描设备扫描所述车身之前，还包括：
通过举升台架将所述车身举起到预设位置。
3.根据权利要求1所述的车身对称偏差检测方法，其特征在于，根据预设面对所述车身点云进行镜像处理，包括：
以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系；
将所述欧拉坐标系的预设平面作为所述预设面，以对所述车身进行镜像。
4.根据权利要求3所述的车身对称偏差检测方法，其特征在于，根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析，包括：
对所述镜像的车身点云和/或所述车身点云在所述欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整以使所述镜像的车身点云与所述车身点云重合；
获取所述车身点云中待测位置对应的点云断面；
获取所述镜像的车身点云中所述待测位置对应的镜像点云断面；
根据所述点云断面和所述镜像点云断面对所述待测位置进行对称偏差分析，以获取所述待测位置的对称偏差。
5.根据权利要求4所述的车身对称偏差检测方法，其特征在于，所述坐标系参数包括原点位移量和欧拉角。
6.一种车身对称偏差检测系统，其特征在于，包括：
三坐标扫描设备，用于扫描所述车身以生成车身点云；
检测装置，用于与所述三坐标扫描设备进行通信以获取所述车身点云，并根据预设面对所述车身点云进行镜像处理以获取镜像的车身点云，以及根据所述车身点云和所述镜像的车身点云对所述车身进行对称偏差分析。
7.根据权利要求6所述的车身对称偏差检测系统，其特征在于，在通过三坐标扫描设备扫描所述车身之前，通过举升台架将所述车身举起到预设位置。
8.根据权利要求6所述的车身对称偏差检测系统，其特征在于，所述检测装置，进一步用于：以车身点云的中间位置为原点建立欧拉坐标系，并将所述欧拉坐标系的预设平面作为所述预设面，以对所述车身进行镜像。
9.根据权利要求8所述的车身对称偏差检测系统，其特征在于，所述检测装置，进一步用于：对所述镜像的车身点云和/或所述车身点云在所述欧拉坐标系下的坐标系参数进行调整，以使所述镜像的车身点云与所述车身点云重合，并获取所述车身点云中待测位置对应的点云断面以及所述镜像的车身点云中所述待测位置对应的镜像点云断面，以及根据所述点云断面和所述镜像点云断面对所述待测位置进行对称偏差分析，以获取所述待测位置的对称偏差。
10.根据权利要求9所述的车身对称偏差检测系统，其特征在于，所述坐标系参数包括原点位移量和欧拉角。
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