CN113000628B - 一种智能化汽车检修前处理系统 - Google Patents

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CN113000628B CN202110200527.9A CN202110200527A CN113000628B CN 113000628 B CN113000628 B CN 113000628B CN 202110200527 A CN202110200527 A CN 202110200527A CN 113000628 B CN113000628 B CN 113000628B
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Abstract

本发明涉及一种智能化汽车检修前处理系统，其包括，本发明在修复凹陷区域前通过中控处理器凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)确定最佳拉伸角度，在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并划分拉伸阶段，每经过一个拉伸阶段对拉伸方向进行修正，确定最佳的拉伸角度避免因拉伸角度不合适造成凹陷位置的二次变形，同时，根据每一个拉伸阶段对拉伸方向进行修正，消除在拉伸过程中意外形变造成的影响，对拉伸的方向实时进行调整，确保最终的形变恢复效果。

Description

一种智能化汽车检修前处理系统
技术领域
本发明为汽车检修领域，具体为一种智能化汽车检修前处理系统。
背景技术
由于人们对汽车的需求的逐渐提升，汽车制造、汽车销售、汽车检测维修等汽车相关的产业也蓬勃发展起来，人们对汽车的需求欲望的提升和汽车的使用量提升，使得汽车检测维修行业越来越红火，其中，汽车外壳的变形，碰撞、凹陷的事故尤为体现，通常，外壳的凹陷位置通过吸盘吸附可使其恢复一定的形变，但是现有技术中，还存在以下问题；
1、现有技术中，在针对形变较大的凹陷位置时，缺少对凹陷位置的三维分析及其相关的快速算法，并且，未对凹陷位置进行分析确定最佳拉伸位置；
2、现有技术中，未针对凹陷位置的拉伸过程划分拉伸阶段，对每一个拉伸阶段的拉伸效果进行评估并修正以保证最终变形恢复效果的方法；
3、现有技术中，未考虑材料的弯曲应力，结合最佳拉伸方向以保证凹陷恢复效果。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中，未有针对外壳出现形变较大的凹陷位置时对凹陷位置恢复的相关快速算法，未针对凹陷位置的拉伸过程划分拉伸阶段，对每一个拉伸阶段的拉伸效果进行评估并修正以保证最终变形恢复效果的方法；
为此本发明提供一种智能化汽车检修前处理系统，其包括：
机械臂，其自由端设置有吸附器以及3D扫描仪，所述吸附器上设置有吸附盘，其用以吸附至汽车凹陷位置，并对凹陷位置进行加热，所述3D扫描仪用以扫描汽车凹陷位置；
中控处理器，其与所述机械臂、吸附器以及3D扫描仪相连接，其用以控制所述机械臂的动作，控制吸附器的加热温度，控制所述3D扫描仪对凹陷位置进行扫描；
在修复凹陷区域前，所述中控处理器通过所述3D扫描仪建立凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)确定最佳拉伸角度，其中，所述中控处理器确定所述凹陷位置的最深凹陷点坐标a0(x，y，z)，同时确定所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)处的切平面以及切平面法线单位向量，将所述切平面法线作为主路径，根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正，修正时，通过建立若干二维平面，在二维平面内创建凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，并计算斜率对照参数G判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，对于发生过度拉伸的二维平面计算法线单位向量形成法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，所述中控处理器将所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中的元素与所述切平面法线进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)；
在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并实时对方向进行修正，其过程包括，
步骤一、所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷深度，将拉伸阶段划分为若干拉伸阶段；
步骤二、所述中控处理器控制机械臂上的吸附器进行拉伸，当拉伸距离经过一个拉伸阶段后，所述中控处理器对拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度以及吸附器的加热温度；
步骤三、每到达一个拉伸阶段，中控处理器对上一阶段的拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度和吸附器的加热温度，直至拉伸距离达到预设值。
进一步地，所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正时，过所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)建立一个与所述切平面垂直的二维平面与所述凹陷位置的凹陷表面轮廓相交，取相交后的交点建立所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，对所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)进行处理，以所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)对应的二维坐标为原点X0将所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，将所述第一曲线段以及第二曲线段划分为若干区间，分别计算所述第一曲线段以及第二曲线段的平均斜率，
Figure BDA0002948532490000031
Figure BDA0002948532490000032
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均频率，kj表示第一曲线段第j区间最大斜率，ki表示第二曲线段第i区间最大斜率，n表示第一曲线段区间数，N表示第二曲线段区间数。
进一步地，所述中控处理器根据所述第一曲线段以及第二曲线段的平均斜率计算斜率对照参数G，判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸；
Figure BDA0002948532490000033
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均斜率，G0表示预设差值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，D0表示预设距离差值，H1表示第一曲线段Y轴最大值，H2表示第二曲线段Y轴最大值；
所述中控处理器内设置有偏移等级对照参数G01，若所述斜率对照参数G>G01则判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓发生过度拉伸，同时，计算所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在所述原点X0处的法线单位向量；
进一步地，所述中控处理器对所有的二维平面进行处理，均判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，并计算对应二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，将计算结果记录为法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，其中，A1表示第一二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，A2表示第二二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量...An表示第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量；所述中控处理器根据所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中记录的第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量与所述切平面法线进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)。
进一步地，中控处理器内预设拉伸计算矩阵Li(Li1，Li2)，其中，Li1表示斜率对照参数范围，Li2表示拉伸变化量最大值参数，中控处理器根据所述斜率对照参数G预测所述凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)拉伸后的在第一曲线段以及第二曲线段拉伸变化量参数最大值，其中，
中控处理器将所述斜率对照参数G与所述预设拉伸计算矩阵Li(Li1，Li2)内的斜率对照参数范围Li1作比较，若G属于斜率对照参数范围Li1，则选取拉伸变化量最大值参数Li2计算第一曲线段拉伸变化量最大值B1max，以及第二曲线段拉伸变化量最大值B2max
Figure BDA0002948532490000041
其中，Li2表示拉伸变化量最大值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，H1表示第一曲线段Y轴最大值，D10表示原点X0至第一曲线段边缘的距离的预设距离，H10表示预设第二曲线段Y轴最大值，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，H2表示第二曲线段Y轴最大值，D20表示原点X0至第二曲线段边缘的距离的预设距离，H20表示预设第二曲线段Y轴最大值。
进一步地，开始拉伸后，所述中控处理器控制机械臂沿着所述最佳拉伸方向Q(x，y，z)进行拉伸，当拉伸距离经过一个拉伸阶段后，中控处理器对拉伸后的凹陷位置进行扫描，在建立所述凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)的空间坐标系内建立的拉伸后表面轮廓坐标集合f(x，y，z)，并在原有建立的若干二维平面内建立拉伸后凹陷表面轮廓坐标曲线f0(x，y)，
在任意所述二维平面内，中控处理器以原点X0坐标为基准将表面轮廓坐标曲线f(x，y)以及拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，中控处理器计算所述第一曲线段以及第二曲线段的拉伸变化量参数B1、B2，判定对应二维平面拉伸是否正常，其中，中控处理器按照以下公式计算拉伸变化量参数，
Figure BDA0002948532490000051
其中，B1表示第一曲线段拉伸变化量参数，B2表示第二曲线段拉伸变化量参数，X1表曲线段起始点x轴向坐标，X0表示原点X0的X轴向坐标，X2表示曲线段终点x轴向坐标，
若B1<B1max且B2<B2max，则判定该二维平面拉伸异常，中控处理器计算所述拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)中拉伸点处的切线以及法线单位向量。
进一步地，，所述中控处理器对所有二维平面进行判定，确定所有出现拉伸异常的二维平面，以及该二维平面内对应的拉伸点处的法线单位向量，将所有法线单位向量与修正前的最佳拉伸方向Q(x，y，z)计算修正后向量和Q0(x，y，z)，将所述修正后向量和Q0(x，y，z)作为修正后拉伸方向。
进一步地，所述中控处理器内部预设有第i汽车信息对照矩阵Ci(Ci1，Ci2，Ci3，Ci4)，其中，Ci1表示车头部材料屈服强度，Ci2表示车门材料屈服强度，Ci3表示车顶材料屈服强度，Ci4表示车尾部材料屈服强度，预修理汽车时，中控处理器获取汽车型号后调用对应的第i汽车信息对照矩阵，根据凹陷位置在车身所处范围确定其对应的材料屈服强度，根据所述材料屈服强度以及凹陷位置的深度计算材料对照系数T0，
T0＝K×H×α
其中，K表示屈服强度参数，当材料屈服强度≤140Mpa时，K取0.5，当140Mpa<材料屈服强度≤240Mpa时，K取0.65，当240Mpa<材料屈服强度≤300Mpa时，K取0.75，当300Mpa<材料屈服强度时，K取0.85，H表示凹陷位置最大深度H，α表示预设换算系数。
进一步地，所述中控处理器内预设处理矩阵Ti(Ti1,Ti2),i＝1，2...n，其中，Ti1表示材料对照系数范围，Ti2表示吸附器加热温度，Ti3表示拉伸力度；中控处理器将计算所得的材料对照系数T0与所述温度处理矩阵Ti(Ti1,Ti2)内的温度对照系数范围Ti1对比，若所述温度对照系数T0属于所述材料对照系数范围Ti1，则控制吸附器加热温度为Ti2，控制机械臂的拉伸力度为Ti3。
进一步地，所述中控处理器内部预设拉伸划分阶段矩阵Di(Di1，Di2)，其中，Di1表示凹陷深度范围，Di2表示拉伸区间数，所述中控处理器将凹陷位置的最大深度与所述预设拉伸划分阶段矩阵Di(Di1，Di2)内的凹陷深度范围Di1作比较，若所述凹陷位置的最大深度属于所述凹陷深度范围Di1，则将所述凹陷位置最大深度平均划分为Di2个阶段，每经过一个阶段对拉伸效果进行评估。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明在修复凹陷区域前通过中控处理器凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)确定最佳拉伸角度，在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并划分拉伸阶段，每经过一个拉伸阶段对拉伸方向进行修正，确定最佳的拉伸角度避免因拉伸角度不合适造成凹陷位置的二次变形，同时，根据每一个拉伸阶段对拉伸方向进行修正，消除在拉伸过程中意外形变造成的影响，对拉伸的方向实时进行调整，确保最终的形变恢复效果。
尤其，本发明通过以所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)对应的二维坐标为原点X0将所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，将所述第一曲线段以及第二曲线段划分为若干区间，分别计算所述第一曲线段以及第二曲线段的平均斜率，划分曲线段并计算平均斜率用以表征凹陷位置的形状偏移程度，平均斜率相差较大的则表示该二维平面内的凹坑轮廓的凹陷方向会偏向一侧，对拉伸的方向会造成影响，对该因素进行考虑，保证最终确定拉伸方向的可靠性。
尤其，本发明通过计算斜率对照参数G，判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸；用G表征凹坑对应曲线凹陷走向，对斜率对照参数变化较大二维平面纳入影响平面，针对该二维平面计算其法线单位向量对最初的主路径进行修正，最终确定最佳拉伸方向，考虑凹坑的凹陷方向对拉伸方向的影响，确保了最终计算出的最佳拉伸方向的可靠性。
尤其，本发明在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并实时对方向进行修正，根据每一个拉伸阶段对拉伸方向进行修正，消除在拉伸过程中意外形变造成的影响，对拉伸的方向实时进行调整，确保最终的形变恢复效果。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的凹陷曲面修正示意图；
图2为本发明实施例所提供的二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线示意图；
图3为本发明实施例所提供的二维平面内修正后凹陷表面轮廓坐标曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的凹陷曲面修正示意图，本实施例的智能化汽车检修前处理系统包括：
机械臂，其自由端设置有吸附器以及3D扫描仪，所述吸附器上设置有吸附盘，其用以吸附至汽车凹陷位置，并对凹陷位置进行加热，所述3D扫描仪用以扫描汽车凹陷位置；
中控处理器，其与所述机械臂、吸附器以及3D扫描仪相连接，其用以控制所述机械臂的动作，控制吸附器的加热温度，控制所述3D扫描仪对凹陷位置进行扫描；
在修复凹陷区域前，所述中控处理器通过所述3D扫描仪建立凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)确定最佳拉伸角度，其中，所述中控处理器确定所述凹陷位置的最深凹陷点坐标a0(x，y，z)，同时确定所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)处的切平面以及切平面法线单位向量，将所述切平面法线作为主路径，根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正，修正时，通过建立若干二维平面，在二维平面内创建凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，并计算斜率对照参数G判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，对于发生过度拉伸的二维平面计算法线单位向量形成法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，所述中控处理器将所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中的元素与所述切平面法线进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)；
在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并实时对方向进行修正，其过程包括，
步骤一、所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷深度，将拉伸阶段划分为若干拉伸阶段；
步骤二、所述中控处理器控制机械臂上的吸附器进行拉伸，当拉伸距离经过一个拉伸阶段后，所述中控处理器对拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度以及吸附器的加热温度；
步骤三、每到达一个拉伸阶段，中控处理器对上一阶段的拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度和吸附器的加热温度，直至拉伸距离达到预设值。
具体而言，所中控处理器控制摄影装置获取待维修车辆的车辆外形信息，包括所述待维修车辆的车辆轮廓，车辆颜色，车辆车标，并将车辆外形信息与云端数据库中的车辆外形信息数据库进行比对，确定车辆型号，并确定车辆外壳的材质。
具体而言，中控处理器控制3D扫描仪对车辆凹陷位置进行扫描，建立所述凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)，中控处理器对所述凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)进行分析，确定所述凹陷位置的最深凹陷点坐标a0(x，y，z)，同时确定所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)处的切平面以及切平面法线，将所述切平面法线作为主路径，同时，中控处理器根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正；
具体而言，请参阅图2所示，所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正时，过所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)建立若干与所述切平面垂直的二维平面与所述凹陷位置的凹陷表面轮廓相交，使所述二维平面覆盖整个凹陷区域，即过最深凹陷点坐标a0(x，y，z)旋转一个二维平面覆盖整个凹陷区域，取相交后的交点建立所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，对所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)进行处理，以所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)对应的二维坐标为原点X0将所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段1以及第二曲线段2，将所述第一曲线段1以及第二曲线段2划分为若干区间，分别计算所述第一曲线段1以及第二曲线段2的平均斜率，
Figure BDA0002948532490000101
Figure BDA0002948532490000102
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均频率，kj表示第一曲线段第j区间最大斜率，ki表示第二曲线段第i区间最大斜率，n表示第一曲线段区间数，N表示第二曲线段区间数；
所述中控处理器根据所述第一曲线段1以及第二曲线段2的平均斜率计算斜率对照参数G，判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸；
Figure BDA0002948532490000111
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均斜率，G0表示预设差值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，D0表示预设距离差值，H1表示第一曲线段Y轴最大值，H2表示第二曲线段Y轴最大值；
所述中控处理器内设置有偏移等级对照参数G01，若所述斜率对照参数G>G01则判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓发生过度拉伸，
并且，所述中控处理器计算所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在所述原点X0处的法线单位向量；
中控处理器对所有的二维平面进行处理，均判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，并计算对应二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，将计算结果记录为法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，其中，A1表示第一二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，A2表示第二二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量...An表示第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量；
中控处理器根据所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中记录的第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量与所述切平面法线进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)。
具体而言，中控处理器内预设拉伸计算矩阵Li(Li1，Li2)，其中，Li1表示斜率对照参数范围，Li2表示拉伸变化量最大值参数，中控处理器根据所述斜率对照参数G预测所述凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)拉伸后的在第一曲线段1以及第二曲线段2拉伸变化量参数最大值，其中，
中控处理器将所述斜率对照参数G与所述预设拉伸计算矩阵Li(Li1，Li2)内的斜率对照参数范围Li1作比较，若G属于斜率对照参数范围Li1，则选取拉伸变化量最大值参数Li2计算第一曲线段拉伸变化量最大值B1max，以及第二曲线段拉伸变化量最大值B2max
Figure BDA0002948532490000121
其中，Li2表示拉伸变化量最大值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，H1表示第一曲线段Y轴最大值，D10表示原点X0至第一曲线段边缘的距离的预设距离，H10表示预设第二曲线段Y轴最大值，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，H2表示第二曲线段Y轴最大值，D20表示原点X0至第二曲线段边缘的距离的预设距离，H20表示预设第二曲线段Y轴最大值。
具体而言，所述中控处理器内部预设有第i汽车信息对照矩阵Ci(Ci1，Ci2，Ci3，Ci4)，其中，Ci1表示车头部材料屈服强度，Ci2表示车门材料屈服强度，Ci3表示车顶材料屈服强度，Ci4表示车尾部材料屈服强度，预修理汽车时，中控处理器获取汽车型号后调用对应的第i汽车信息对照矩阵，根据凹陷位置在车身所处范围确定其对应的材料屈服强度，根据所述材料屈服强度以及凹陷位置的深度计算温度对照系数T0，
T0＝K×H×α
其中，K表示屈服强度参数，当材料屈服强度≤140Mpa时，K取0.5，当140Mpa<材料屈服强度≤240Mpa时，K取0.65，当240Mpa<材料屈服强度≤300Mpa时，K取0.75，当300Mpa<材料屈服强度时，K取0.85，H表示凹陷位置最大深度H，α表示预设换算系数。
中控处理器内部预设有第i汽车信息对照矩阵Ci(Ci1，Ci2，Ci3，Ci4)，其中，Ci1表示车头部材料屈服强度，Ci2表示车门材料屈服强度，Ci3表示车顶材料屈服强度，Ci4表示车尾部材料屈服强度，预修理汽车时，中控处理器获取汽车型号后调用对应的第i汽车信息对照矩阵，根据凹陷位置在车身所处范围确定其对应的材料屈服强度，根据所述材料屈服强度以及凹陷位置的深度计算材料对照系数T0，
T0＝K×H×α
其中，K表示屈服强度参数，当材料屈服强度≤140Mpa时，K取0.5，当140Mpa<材料屈服强度≤240Mpa时，K取0.65，当240Mpa<材料屈服强度≤300Mpa时，K取0.75，当300Mpa<材料屈服强度时，K取0.85，H表示凹陷位置最大深度H，α表示预设换算系数。
具体而言，请参阅图3所示，所述中控处理器内预设处理矩阵Ti(Ti1,Ti2,Ti3),i＝1，2...n，其中，Ti1表示材料对照系数范围，Ti2表示吸附器加热温度，Ti3表示拉伸力度；中控处理器将计算所得的材料对照系数T0与所述温度处理矩阵Ti(Ti1,Ti2)内的温度对照系数范围Ti1对比，若所述温度对照系数T0属于所述材料对照系数范围Ti1，则控制吸附器加热温度为Ti2，控制机械臂的拉伸力度为Ti3。
开始拉伸后，中控处理器控制机械臂沿着所述最佳拉伸方向Q(x，y，z)进行拉伸，当拉伸距离到达所述第一拉伸距离后，中控处理器对拉伸后的凹陷位置进行扫描，在建立所述凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)的空间坐标系内建立的拉伸后表面轮廓坐标集合f(x，y，z)，并在原有建立的若干二维平面内建立拉伸后凹陷表面轮廓坐标曲线f0(x，y)，
在任意所述二维平面内，中控处理器以原点X0坐标为基准将表面轮廓坐标曲线f(x，y)以及拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，中控处理器计算所述第一曲线段以及第二曲线段的拉伸变化量参数B1、B2，判定对应二维平面拉伸是否正常，其中，中控处理器按照以下公式计算拉伸变化量参数，
Figure BDA0002948532490000131
其中，B1表示第一曲线段拉伸变化量参数，B2表示第二曲线段拉伸变化量参数，X1表曲线段起始点x轴向坐标，X0表示原点X0的X轴向坐标，X2表示曲线段终点x轴向坐标，
若B1<B1max且B2<B2max，则判定该二维平面拉伸异常，中控处理器计算所述拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)中拉伸点处的切线以及法线单位向量；
所述中控处理器对所有二维平面进行判定，确定所有出现拉伸异常的二维平面，以及该二维平面内对应的拉伸点处的法线单位向量，将所有法线单位向量与修正前的最佳拉伸方向Q(x，y，z)计算修正后向量和Q0(x，y，z)，将所述修正后向量和Q0(x，y，z)作为修正后拉伸方向。
具体而言，本实施例对吸附器的具体结构不做限定，本领域技术人员应当明白，现有吸盘结构已经十分成熟，其只需能具备吸附功能即可，例如真空吸盘等，而现有技术中已经有加热吸盘的技术，其只需在吸盘内设置加热单元，例如设置电热丝再用耐热橡胶包袱即可对吸盘吸附区域进行加热。
具体而言，本实施例对机械臂的具体结构不做限定，其只需能进行多自由度运动即可，以使中控处理器能控制其拉伸方向。
具体而言，本实施例在对汽车凹陷区域进行修正时，预先计算最佳拉伸角度，中控处理器控制机械臂根据最深凹陷点坐标a0(x，y，z)将吸附盘放置在凹陷区域，并控制吸附装置吸附后对该区域进行加热，加热完毕后开始拉伸，并在拉伸过程中实时对拉伸的角度进行修正。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，包括：
机械臂，其自由端设置有吸附器以及3D扫描仪，所述吸附器上设置有吸附盘，其用以吸附至汽车凹陷位置，并对凹陷位置进行加热，所述3D扫描仪用以扫描汽车凹陷位置；
中控处理器，其与所述机械臂、吸附器以及3D扫描仪相连接，其用以控制所述机械臂的动作，控制吸附器的加热温度，控制所述3D扫描仪对凹陷位置进行扫描；
在修复凹陷区域前，所述中控处理器通过所述3D扫描仪建立凹陷位置的凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)确定最佳拉伸角度，其中，所述中控处理器确定所述凹陷位置的最深凹陷点坐标a0(x，y，z)，同时确定所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)处的切平面以及切平面法线单位向量，将所述切平面法线作为主路径，根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正，修正时，通过建立若干二维平面，在二维平面内创建凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，并计算斜率对照参数G判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，对于发生过度拉伸的二维平面计算法线单位向量形成法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，所述中控处理器将所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中的向量与所述切平面法线单位向量进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)；
在修复凹陷区域时，所述中控处理器根据凹陷位置所在位置的屈服强度确定拉伸力度以及吸附器的加热温度，控制所述机械臂上的吸附器进行拉伸，并实时对方向进行修正，其过程包括，
步骤一、所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷深度，将拉伸阶段划分为若干拉伸阶段；
步骤二、所述中控处理器控制机械臂上的吸附器进行拉伸，当拉伸距离经过一个拉伸阶段后，所述中控处理器对拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度以及吸附器的加热温度；
步骤三、每到达一个拉伸阶段，中控处理器对上一阶段的拉伸效果进行评估，调整机械臂的拉伸角度和吸附器的加热温度，直至拉伸距离达到预设值；
所述中控处理器根据凹陷位置的凹陷表面形状对主路径方向进行修正时，过所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)建立一个与所述切平面垂直的二维平面与所述凹陷位置的凹陷表面轮廓相交，取相交后的交点建立所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)，对所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)进行处理，以所述最深凹陷点坐标a0(x，y，z)对应的二维坐标为原点X0将所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，将所述第一曲线段以及第二曲线段划分为若干区间，分别计算所述第一曲线段以及第二曲线段的平均斜率，
Figure FDA0003851710870000021
Figure FDA0003851710870000022
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均频率，kj表示第一曲线段第j区间最大斜率，ki表示第二曲线段第i区间最大斜率，n表示第一曲线段区间数，N表示第二曲线段区间数；
所述中控处理器根据所述第一曲线段以及第二曲线段的平均斜率计算斜率对照参数G，判定所述二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸；
Figure FDA0003851710870000023
其中，K1表示第一曲线段平均斜率，K2表示第二曲线段平均斜率，G0表示预设差值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，D0表示预设距离差值，H1表示第一曲线段Y轴最大值，H2表示第二曲线段Y轴最大值，H0表示预设最大值差值；
所述中控处理器内设置有偏移等级对照参数G01，若所述斜率对照参数G>G01则判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓发生过度拉伸，同时，计算所述二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在所述原点X0处的法线单位向量。
2.根据权利要求1所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，所述中控处理器对所有的二维平面进行处理，均判定对应二维平面的凹陷位置表面轮廓是否发生过度拉伸，并计算对应二维平面内的凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，将计算结果记录为法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)，其中，A1表示第一二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量，A2表示第二二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量...An表示第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量；所述中控处理器根据所述法线单位向量矩阵A(A1，A2...An)中记录的第n二维平面内凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)在原点X0处的法线单位向量与所述切平面法线进行向量求和，将向量求和结果作为最佳拉伸方向Q(x，y，z)。
3.根据权利要求2所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，中控处理器内预设拉伸计算矩阵Li(Li 1，Li 2)，其中，Li 1表示斜率对照参数范围，Li 2表示拉伸变化量最大值参数，中控处理器根据所述斜率对照参数G预测所述凹陷表面轮廓坐标曲线f(x，y)拉伸后的在第一曲线段以及第二曲线段拉伸变化量参数最大值，其中，
中控处理器将所述斜率对照参数G与所述预设拉伸计算矩阵Li(Li 1，Li 2)内的斜率对照参数范围Li 1作比较，若G属于斜率对照参数范围Li 1，则选取拉伸变化量最大值参数Li2计算第一曲线段拉伸变化量最大值B1 max，以及第二曲线段拉伸变化量最大值B2max
Figure FDA0003851710870000041
其中，Li 2表示拉伸变化量最大值参数，D1表示原点X0至第一曲线段边缘的距离，H1表示第一曲线段Y轴最大值，D10表示原点X0至第一曲线段边缘的距离的预设距离，H10表示预设第二曲线段Y轴最大值，D2表示原点X0至第二曲线段边缘的距离，H2表示第二曲线段Y轴最大值，D20表示原点X0至第二曲线段边缘的距离的预设距离，H20表示预设第二曲线段Y轴最大值。
4.根据权利要求3所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，开始拉伸后，所述中控处理器控制机械臂沿着所述最佳拉伸方向Q(x，y，z)进行拉伸，当拉伸距离经过一个拉伸阶段后，中控处理器对拉伸后的凹陷位置进行扫描，在建立所述凹陷表面轮廓坐标集合f(x，y，z)的空间坐标系内建立的拉伸后表面轮廓坐标集合f(x，y，z)，并在原有建立的若干二维平面内建立拉伸后凹陷表面轮廓坐标曲线f0(x，y)，
在任意所述二维平面内，中控处理器以原点X0坐标为基准将表面轮廓坐标曲线f(x，y)以及拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)划分为第一曲线段以及第二曲线段，中控处理器计算所述第一曲线段以及第二曲线段的拉伸变化量参数B1、B2，判定对应二维平面拉伸是否正常，其中，中控处理器按照以下公式计算拉伸变化量参数，
Figure FDA0003851710870000042
其中，B1表示第一曲线段拉伸变化量参数，B2表示第二曲线段拉伸变化量参数，X1表示曲线段起始点x轴向坐标，X0表示原点X0的X轴向坐标，X2表示曲线段终点x轴向坐标，
若B1<B1 max且B2<B2max，则判定该二维平面拉伸异常，中控处理器计算所述拉伸后表面轮廓坐标曲线f(x，y)中拉伸点处的切线以及法线单位向量。
5.根据权利要求4所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，所述中控处理器对所有二维平面进行判定，确定所有出现拉伸异常的二维平面，以及该二维平面内对应的拉伸点处的法线单位向量，根据所有法线单位向量与修正前的最佳拉伸方向Q(x，y，z)计算修正后向量Q0(x，y，z)，将所述修正后向量Q0(x，y，z)作为修正后拉伸方向。
6.根据权利要求1所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，所述中控处理器内部预设有第i汽车信息对照矩阵Ci(Ci 1，Ci 2，Ci 3，Ci4)，其中，Ci 1表示车头部材料屈服强度，Ci 2表示车门材料屈服强度，Ci 3表示车顶材料屈服强度，Ci4表示车尾部材料屈服强度，预修理汽车时，中控处理器获取汽车型号后调用对应的第i汽车信息对照矩阵，根据凹陷位置在车身所处范围确定其对应的材料屈服强度，根据所述材料屈服强度以及凹陷位置的深度计算材料对照系数T0，
T0＝K×H×α
其中，K表示屈服强度参数，当材料屈服强度≤140Mpa时，K取0.5，当140Mpa<材料屈服强度≤240Mpa时，K取0.65，当240Mpa<材料屈服强度≤300Mpa时，K取0.75，当300Mpa<材料屈服强度时，K取0.85，H表示凹陷位置最大深度H，α表示预设换算系数。
7.根据权利要求6所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，所述中控处理器内预设处理矩阵Ti(Ti 1,Ti 2,Ti 3),i＝1，2...n，其中，Ti 1表示材料对照系数范围，Ti2表示吸附器加热温度，Ti 3表示拉伸力度；中控处理器将计算所得的材料对照系数T0与所述处理矩阵Ti(Ti 1,Ti2，Ti 3)内的材料对照系数范围Ti 1对比，若所述材料对照系数T0属于所述材料对照系数范围Ti 1，则控制吸附器加热温度为Ti 2，控制机械臂的拉伸力度为Ti 3。
8.根据权利要求7所述的智能化汽车检修前处理系统，其特征在于，所述中控处理器内部预设拉伸划分阶段矩阵Di(Di 1，Di2)，其中，Di 1表示凹陷深度范围，Di2表示拉伸区间数，所述中控处理器将凹陷位置的最大深度与所述预设拉伸划分阶段矩阵Di(Di 1，Di 2)内的凹陷深度范围Di 1作比较，若所述凹陷位置的最大深度属于所述凹陷深度范围Di 1，则将所述凹陷位置最大深度平均划分为Di2个阶段，每经过一个阶段对拉伸效果进行评估。
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