CN108001566A

CN108001566A - 一种安装车窗玻璃的方法及系统

Info

Publication number: CN108001566A
Application number: CN201711285434.0A
Authority: CN
Inventors: 姚领; 宋立冬; 蔡清汀; 郑勇全; 曾丽娜
Original assignee: Changsha Chaint Robotics Co Ltd
Current assignee: Changsha Chaint Robotics Co Ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-05-08

Abstract

本申请公开了一种安装车窗玻璃的方法，所述方法包括：当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择相应的三维激光器的曝光值；利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。该方法能够实现在车窗玻璃安装过程中车身的准确定位，提升安装的准确率。本申请还公开了一种机器人自动安装车窗玻璃的系统、一种计算机可读存储介质及一种机器人，具有以上有益效果。

Description

一种安装车窗玻璃的方法及系统

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别涉及一种安装车窗玻璃的方法、系统和一种计算机可读存储介质及一种机器人。

背景技术

在汽车自动生产线领域，由机器人抓取玻璃并由视觉系统引导其完成玻璃的精准装配工作是汽车自动化生产线的发展趋势。然而车身输送线来料位置具有较大偏差且某些生产车间光线环境复杂，同时生产线上存在多种颜色、多种型号的车身，这些问题都有可能导致机器人不能准确地将玻璃装配在汽车车身上，甚至有可能导致机器人与车身的撞击从而损坏生产设备。

现有技术中，机器人挡风玻璃自动安装工作站的车身视觉定位系统多采用双目或多目立体视觉定位方式，在车头及车尾各安装多个相机，通过视差图恢复车身的3D模型，实现车身的定位。但是由于采用多目立体视觉定位的方式对环境要求苛刻，且汽车车身尺寸较大，即使是高像素的相机也难以保证最终的定位精度。

因此，如何实现在车窗玻璃安装过程中车身的准确定位是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种安装车窗玻璃的方法、系统和一种计算机可读存储介质及一种机器人，能够实现在车窗玻璃安装过程中车身的准确定位。

为解决上述技术问题，本申请提供一种安装车窗玻璃的方法，该方法包括：

当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；

检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值；

利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。

可选的，在利用定位线激光对车身的偏移量进行计算之前，还包括：

对发射所述定位线激光的传感器拍摄位置进行调整以便拍摄车身轮廓。

可选的，根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作包括：

将所述三维数据转换至玻璃装配机器人的基坐标系，并根据转换后的三维数据计算所述车身相对于机器人的位姿；

根据所述位姿进行所述车窗玻璃的安装操作。

可选的，在将所述三维数据转换至玻璃装配机器人的基坐标系之前，还包括：

对所述三维激光器进行手眼标定。

本申请还提供了一种安装车窗玻璃的系统，该系统包括：

偏移调整模块，用于当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；

曝光值选择模块，用于检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值；

安装模块，用于利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。

可选的，还包括：

位置调整模块，用于对发射所述定位线激光的传感器拍摄位置进行调整以便拍摄车身轮廓。

可选的，所述安装模块包括：

位姿计算单元，用于将所述三维数据转换至玻璃装配机器人的基坐标系，并根据转换后的三维数据计算所述车身相对于机器人的位姿；

安装单元，用于根据所述位姿进行所述车窗玻璃的安装操作。

可选的，还包括：

标定模块，用于对所述三维激光器进行手眼标定。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述方法执行的步骤。

本申请还提供了一种机器人，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述方法执行的步骤。

本发明提供了一种安装车窗玻璃的方法，当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值；利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。

本方法使用的三维激光及定位线激光具有单色性好、相干性好的特点，因此三维激光及定位线激光对于环境光线的要求并不严苛，环境光线的变化不会影响整个定位装置的定位精度。根据车身颜色选择相应的曝光值，可以满足高柔性化生产线的需求。在定位精确的基础上，利用该曝光值进行扫描得到三维数据以便进行车窗玻璃的安装。本方法能够实现在车窗玻璃安装过程中车身的准确定位，提升安装的准确率。本申请同时还提供了一种安装车窗玻璃的系统和一种计算机可读存储介质及一种机器人，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种安装车窗玻璃的方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的另一种安装车窗玻璃的方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的一种安装车窗玻璃的系统的结构示意图；

图4为实际应用中机器人安装车窗玻璃的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种安装车窗玻璃的方法的流程图。

具体步骤可以包括：

S101：当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；

其中，本步骤中提到的预设位置是对车辆进行车窗安装的一个大致的位置，但是由于每次车辆进行车窗安装的位置是不完全相同的，设置预设位置的意义在于将车辆到达预设位置作为利用定位线激光计算车身偏移量的触发条件。

可以理解的是，对于检测车辆是否达到预设位置的方法可以是在预设位置设置重量感应开关，重量感应开关当检测到其上承受的重量达到某个临界值时则说明车辆到达预设位置；当然也可以设置光敏开关，当车辆经过光敏开关时，光敏开关感应到光线的变化说明车辆到达预设位置；当然，本领域的技术人员还可以根据方案实施的据情况选择其他适当的方法，此处不进行具体的限定。

值得一提的是，作为一种优选方案，该预设位置可以设置在对车窗进行安装的工位附近，以便保持安装的及时性，提升安装效率。该预设位置可以由相关工作人员根据车窗安装的实际场地环境进行设置，此处不对预设位置的具体位置进行限定。

本步骤使用的定位线激光具有单色性好、相干性好的特点，因此定位线激光对于环境光线的要求并不严苛，环境光线的变化不会影响整个定位装置的定位精度。当然，本步骤是默认在进行本步骤之前已经记录有标准的车身位置，本次利用定位线激光确定的车身位置后与标准的车身位置进行比对得到偏移量。由于车辆的移动精度过低，通过移动车辆位置实现偏移量的校正在实际操作中是很难实现的，因此本步骤中使用移动摄像头的拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内。

S102：检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值；

其中，在实际车辆生产中，很少出现只生产一种颜色的车辆，通常来讲车辆都会有多种的颜色。为了提高工作效率，为每一种颜色的车辆配置一条车窗安装的生产线也是不现实的；因此在实际就操作中，有多种颜色的车辆进入同一条车窗安装生产线。现有的可编程光源一般只能适应2～3种颜色的车身，难以满足高柔性化生产线的需求。而本步骤中采用检测车辆的车身颜色，根据车身颜色选择三维激光器相应的曝光值的方法，很好的解决了这个问题。

S103：利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。

其中，本步骤是建立在S102中已经根据车身颜色确定了相应的三维激光器曝光值(即根据当前的车身颜色将曝光值调整至合适的值)，利用三维激光器以该曝光值对车辆进行扫描得到车窗的三维数据。可以理解的是，得到了车窗的三维数据就可以确定车窗的空间坐标。

值得注意的是，在进行车窗玻璃的安装之前还存在坐标系转换的操作，此转换过程需要使用扫描车辆三维数据当前的拍摄位置，然后再转换至安装车窗玻璃的机器人的基坐标系即可完成玻璃的装配操作。

本实施例使用的三维激光具有单色性好、相干性好的特点，因此对于环境光线的要求并不严苛，环境光线的变化不会影响整个定位装置的定位精度。根据车身颜色选择三维激光相应的曝光值，可以满足高柔性化生产线的需求。在定位精确的基础上，利用该曝光值得到三维数据以便进行车窗玻璃的安装。本实施例能够实现在车窗玻璃安装过程中车身的准确定位，提升安装的准确率。

下面请参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种安装车窗玻璃的方法的流程图；

具体步骤可以包括：

S201：对发射所述定位线激光的传感器拍摄位置进行调整以便拍摄车身轮廓。

S202：当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内。

S203：检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值。

S204：利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据。

S205：对所述三维激光器进行手眼标定。

其中，手眼标定是指确定机器人的机械臂(手)与摄像头(眼)的位置和姿态转换关系。具体方法如下：制作一块带有标准圆孔的平面板，使用三维激光传感器对圆孔进行扫描，计算圆孔相对于激光器的三维xyz位置并记录下来，运动机器人从不同姿态对圆孔进行扫描，使得圆孔位置的xyz和之前记录的数据保持一致，重复三次以上即可利用机器人TCP标定工具获得激光器坐标系的原点。三维激光器坐标系的x轴和y轴分别于激光器外壳的短边和长边保持平行，因此利用机器人标定工具坐标系方向的方法即可得到激光器坐标系三个轴的方向。

S206：将所述三维数据转换至玻璃装配机器人的基坐标系，并根据转换后的三维数据计算所述车身相对于机器人的位姿；

S207：根据所述位姿进行所述车窗玻璃的安装操作。

请参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种安装车窗玻璃的系统的结构示意图；

该系统可以包括：

偏移调整模块100，用于当检测到车辆到达预设位置后，利用定位线激光对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆处于拍摄范围内；

曝光值选择模块200，用于检测所述车辆的车身颜色，并根据所述车身颜色选择三维激光器相应的曝光值；

安装模块300，用于利用所述三维激光器以所述曝光值对所述车辆进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。

在本申请提供的另一种安装车窗玻璃的系统的实施例中，还包括：

进一步的，所述安装模块300包括：

可选的，还包括：

标定模块，用于对所述三维激光器进行手眼标定。

由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种机器人，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述机器人还可以包括各种网络接口，电源等组件。请参见图4，图4为实际应用中机器人安装车窗玻璃的示意图。该机器人包括安装在机器人末端的三维激光传感器1、以及安装在车身三侧面的三个线激光传感器2、3、4。由三维激光器1以所述曝光值对所述车辆5进行扫描得到车窗的三维数据，并根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作。由线激光传感器2、3、4对车身的偏移量进行计算，并根据所述偏移量调整拍摄位置以保证所述车辆5处于拍摄范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种安装车窗玻璃的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在利用定位线激光对车身的偏移量进行计算之前，还包括：

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据所述三维数据进行所述车窗玻璃的安装操作包括：

根据所述位姿进行所述车窗玻璃的安装操作。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，在将所述三维数据转换至玻璃装配机器人的基坐标系之前，还包括：

对所述三维激光器进行手眼标定。

5.一种安装车窗玻璃的系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述安装模块包括：

8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，还包括：

标定模块，用于对所述三维激光器进行手眼标定。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法。

10.一种机器人，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法。