DE102007057018A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle einer Oberfläche - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle einer Oberfläche, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von farblich bestimmten Oberflächen von Karosserien und deren Anbau- und Einbauteilen für Kraftfahrzeuge. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Simulation der Wahrnehmung des menschlichen Auges für die Bewertung einer Oberfläche, insbesondere der Lackschicht eines Karosserieteils, bereitzustellen. Dabei sollen insbesondere größere Flächen (> 500 cm2) mit geringem Aufwand, jedoch schnell und zuverlässig bewertet werden können. Dazu wird ein zweidimensionales Bild der zu bewertenden Oberfläche erzeugt, wobei jedem Bildpunkt neben seinen geometrischen Koordinaten weiterhin Farb-Koordinaten zugeordnet werden, eine Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche gebildet wird, die innerhalb des zweidimensionalen Bildes liegen, aus den Bildpunkten jedes Unterbereichs jeweils ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert generiert, die Vielzahl gewichteter Helligkeitswerte jeweils mit einem Referenz-Helligkeitswert eines Farbkontrollmodells und die Vielzahl gewichteter Farbwerte jeweils mit einem Referenz-Farbwert eines Farbkontrollmodells verglichen und daraus für jeden Unterbereich eine Helligkeitsabweichung (DeltaY) und mindestens eine Farbabweichung (DeltaI, DeltaQ) ermittelt und die ermittelte ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle einer Oberfläche, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von farblich bestimmten Oberflächen von Karosserien und deren Anbau- und Einbauteilen für Kraftfahrzeuge.
  • Verfahren zur Qualitätskontrolle von Oberflächen sind beispielsweise aus DE 101 03 555 A1 und WO 2004/01 01 24 A1 bekannt.
  • DE 101 03 555 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beurteilung einer Farbschicht, insbesondere des Oberflächeneindrucks der Farbschicht auf einen Betrachter, das mit geringem apparativen und programmtechnischen Aufwand eine schnelle Beurteilung der Farbschicht ermöglicht und eventuelle Farbabweichungen oder sonstige Fehler erkennt. Bei diesem Verfahren wird aus der mittels eines optischen Empfängers aufgenommenen fünfdimensionalen (x, y, Y, I, Q) Information eine zweidimensionale Information extrahiert, die ein Maß für den Farb- und/oder Helligkeitsverlauf des empfangenen Lichts in einem vorbestimmten geometrischen Bereich der Farbschicht darstellt.
  • WO 2004/010124 A1 offenbart ein Simulationsverfahren, bei dem die Wahrnehmung des menschlichen Auges nachvollzogen wird. Ein Freiheitsgrad des betrachtenden menschlichen Auges ist der Betrachtungswinkel. Die winkelabhängigen Beiträge der Farbwahrnehmung können auch durch beliebige Einstellung des Betrachtungswinkels erfasst werden. Auf Grund dieser winkelabhängigen Beiträge kann eine materialspezifische Kennlinie erstellt werden, die beispielsweise bei Lackierprozessen in der Automobilindustrie zur Bewertung der Risiken einzelner Arbeitsschritte genutzt werden kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Simulation der Wahrnehmung des menschlichen Auges für die Bewertung einer Oberfläche, insbesondere der Lackschicht eines Karosserieteils bereitzustellen. Dabei sollen insbesondere größere Flächen (> 500 cm2) mit geringem Aufwand, jedoch schnell und zuverlässig bewertet werden können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, technische und/oder statistische Ausreißer automatisch zu erkennen und zu eliminieren und lediglich die verbleibenden Messwerte einer weiteren Bewertung zuzuführen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die selektierten Messwerte beziehungsweise deren Abweichungen von einem Sollwert in geeigneter Form grafisch darzustellen, um eine weitere Entscheidungsfindung durch einen Benutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens/der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Relevanz der Abweichung von den Sollwerten zu erleichtern. Durch die erfindungsgemäße grafische Darstellung sollen Fehlerquellen durch einen Benutzer schneller erkennbar werden.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • – Einstrahlen von Licht auf die zu untersuchende Oberfläche,
    • – Abbildung mindestens eines Teils des von der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Lichts auf einen zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger, und
    • – Erzeugung eines zweidimensionalen Bildes, wobei jedem Bildpunkt neben seinen geometrischen Koordinaten weiterhin Farb-Koordinaten zugeordnet werden,
    • – eine Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche gebildet wird, die innerhalb des zweidimensionalen Bildes liegen,
    • – aus den Bildpunkten jedes Unterbereichs jeweils ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert generiert wird,
    • – die Vielzahl gewichteter Helligkeitswerte jeweils mit einem Referenz-Helligkeitswert und die Vielzahl gewichteter Farbwerte jeweils mit einem Referenz-Farbwert verglichen und daraus für jeden Unterbereich eine Helligkeitsabweichung und mindestens eine Farbabweichung ermittelt werden,
    • – die ermittelte Helligkeitsabweichung und/oder die mindestens eine ermittelte Farbabweichung jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen wird.
  • Vorzugsweise wird aus den ermittelten Helligkeitsabweichungen und den ermittelten Farbabweichungen für jeden Unterbereich ein Gesamtfarbabstand bestimmt, und der Gesamtfarbabstand jedes Unterbereichs wird mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen.
  • Die Idee der Erfindung besteht darin, das auf einem zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger generierte Abbild einer zu untersuchenden Oberfläche in eine Vielzahl zweidimensionaler Unterbereiche (Cluster) aufzuteilen und für jeden Cluster über dessen Fläche gemittelte (beziehungsweise gewichtete) Farb- und/oder Helligkeitswerte zu bestimmen und diese gemittelten/gewichteten Werte mit entsprechenden Referenzwerten zu vergleichen. Dadurch kann der optische Eindruck einer größeren Fläche von vorzugsweise mehr als 100 cm2 (bevorzugter mehr als 500 cm2 und noch bevorzugter mehr als 1000 cm2) durch wenige gemittelte (beziehungsweise gewichtete) Farb- beziehungsweise Helligkeitswerte repräsentiert und einfach bewertet werden.
  • Eine aussagekräftige Bewertung der ermittelten Farb- und/oder Helligkeitswerte der einzelnen Cluster kann vorzugsweise durch Vergleich mit einem Kontrollmodell (insbesondere Farbkontrollmodell) realisiert werden. Ein solches Kontrollmodell kann vorab dadurch bereitgestellt werden, dass mehrere Serienkarosserien (beziehungsweise deren Teile), insbesondere 10 bis 100, vorzugsweise 35 bis 65 solcher Serienkarosserien (beziehungsweise deren Teile), deren Oberflächen subjektiv als einwandfrei eingestuft wurden, bzgl. Ihrer Helligkeits- (Y) und Farbkoordinaten (I, Q) vermessen werden und hieraus für die einzelnen Cluster ein jeweiliger Soll(Referenz-)Mittelwert gebildet wird. Dieser Mittelwert stellt dann den entsprechenden Referenzfarbwert oder den entsprechenden Referenzhelligkeitswert für das jeweilige Cluster dar. Durch diese Vorgehensweise ist es beispielsweise möglich, die Wolkigkeit eines Kraftfahrzeuges herauszumitteln. Die einzelne Karosserie wird damit in ihrer aktuellen Situation mit dem definierten Farbkontrollmodell verglichen.
  • Eine lackierte Oberfläche im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche, die eine oder mehrere übereinander liegende Lackschichten aufweisen kann. Die farbbestimmende Schicht muss bei mehrschichtigen Lackierungen nicht die oberste Schicht sein, letztere kann vielmehr beispielsweise auch ein Klarlack sein. Die farbbestimmende Schicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist daher bei mehrschichtigen Lackierungen diejenige Lackschicht, die den vorgesehenen, endgültigen Farbton des lackierten Gegenstandes im Wesentlichen bestimmt.
  • Vorzugsweise sind die einzelnen Unterbereiche zueinander disjunkt. Hierdurch kann die optische Wahrnehmung der zu untersuchenden Oberfläche mit einer geringen Anzahl von Unterbereichen besonders effizient repräsentiert werden. Natürlich ist es auch möglich, dass sich einzelne Cluster überlappen, jedoch führt dies zu redundanten Daten, so dass hierdurch die Anzahl der zu verarbeitenden Daten unnötig erhöht würde.
  • Vorzugsweise weisen die Unterbereiche eine Fläche zwischen 0,1 cm2 und 100 cm2 (bevorzugter 1 cm2 und 25 cm2 und noch bevorzugter 5 cm2 und 15 cm2) auf. Als Fläche eines Unterbereichs (Cluster) im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die tatsächliche geometrische Fläche des abgebildeten Unterbereichs auf der zu untersuchenden Oberfläche (lackiertes Karosserieteil) und nicht die Fläche des Abbilds auf dem zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger zu verstehen. Die Fläche des Abbilds auf dem zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger ist regelmäßig kleiner als die tatsächliche Fläche eines Unterbereichs.
  • Durch die erfindungsgemäße Größenwahl für die einzelnen Cluster wird einerseits die Anzahl der zu bewertenden Parameter auf ein effizientes Maß reduziert, andererseits kann der räumliche Verlauf von Farb-/Helligkeitsabweichungen für die gesamte (zu untersuchende) Oberfläche beziehungsweise nahezu die gesamte (zu untersuchende) Oberfläche dargestellt werden. Die Darstellung des räumlichen Verlaufs von Farb-/Helligkeitsabweichungen ist beispielsweise wichtig, da ein bestimmtes Maß an Farb-/Helligkeitsabweichungen in Randbereichen eines Bauteils deutlich relevanter sein kann als in der Mitte, da das Bauteil im Randbereich beispielsweise zu anderen Bauteilen harmonieren muss und daher eine ein bestimmtes Maß an Farb-/Helligkeitsabweichung von einem Betrachter empfindlicher wahrgenommen werden kann – insbesondere bei unterschiedlichen Flächennormalen von gefügten Teilen im angrenzenden Bereich.
  • Die Anzahl der Unterbereiche beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 3000 (bevorzugter zwischen 15 und 500 noch bevorzugter zwischen 25 und 200). Die Lage und Größe der einzelnen Unterbereiche kann vorzugsweise von einem Benutzer vorab eingestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass Bereiche, die für die optische Wahrnehmung durch einen Betrachter nicht relevant sind (beispielsweise Teilflächen in einer größeren Fläche) vorab entsprechend unterdrückt werden können, da die Cluster vorzugsweise nur in Bereichen lokalisiert werden, die für die optische Wahrnehmung durch einen Betrachter relevant sind. Ferner ist es möglich, für die optische Wahrnehmung als besonders relevant eingeschätzte Flächen (Unterbereichen) festzulegen und nur diese Unterbereiche (Prio-Teilflächen) zu bewerten.
  • Als Farb-Koordinaten werden vorzugsweise solche des RGB-Farbraums, des CIELab-Farbraums oder des DIN99-Farbraums verwendet. Es ist alternativ auch möglich, andere Farb-Koordinaten zu verwenden. Aus den Farb-Koordinaten werden ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert bestimmt, die ein Maß für Helligkeit und Farbe des Clusters darstellen. Dadurch kann die Vielzahl der Bildpunkte auf dem ortsaufgelösten Empfänger in eine Vielzahl von Cluster transformiert werden, wobei ein Cluster einen bestimmten geometrischen Ausschnitt repräsentiert. Der gewichtete Helligkeitswert ist vorzugsweise ein arithmetischer Mittelwert der Helligkeitswerte aller Bildpunkte des Clusters, und der gewichtete Farbwert ist vorzugsweise ein arithmetischer Mittelwert der Farbwerte aller Bildpunkte des Clusters. Es ist alternativ jedoch auch möglich, einen gewichteten Helligkeitswert/Farbwert zu verwenden, der vom arithmetischer Mittelwert abweicht. Essentiell ist jedoch, dass mindestens 10% (bevorzugt mindestens 50%, besonders bevorzugt mindestens 95%) der Bildpunkte des Clusters in die gewichteten Helligkeitswert/Farbwert einfließen.
  • Aufgrund dieser Transformation wird die Anzahl der zu bewertenden Farbwerte deutlich reduziert, ohne dass die wesentliche Informationen über den räumlichen Verlauf von Farb-/Helligkeitsabweichungen verloren gehen.
  • Vorzugsweise werden nacheinander eine Vielzahl von Oberflächen (vorzugsweise lackierte Karosserien) mit der oben genannte Verfahren analysiert und bewertet, wobei die Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche stets in gleicher Weise innerhalb des zweidimensionalen Bildes der jeweiligen Oberfläche positioniert wird. Vorzugweise werden in gleicher Weise geformte und lackierte Karosserien verwendet.
  • Dadurch lassen die Farb-/Helligkeitswerte einzelner Cluster verschiedener Karosserien Rückschlüsse auf Farb-/Helligkeits-Trends zu, so dass zeitnah eine Fehleranalyse vorgenommen werden kann.
  • Zur effizienten Feststellung von Trends werden die ermittelten Helligkeitsabweichungen, die mindestens eine ermittelte Farbabweichung und/oder die Gesamtfarbabstände der Vielzahl von Oberflächen für mindestens einen Unterbereich (Cluster) als Datenreihe erfasst.
  • Erfindungsgemäß wird der (gemittelte) Helligkeitswert/Farbwert jedes Clusters mit einem Referenz-Helligkeitswert/Referenz-Farbwert, der zuvor durch ein Farbkontrollmodell bestimmt wurde, verglichen und ein Maß für den Gesamtfarbabstand jedes einzelnen Clusters vom Farbkontrollmodell bestimmt. Der Gesamtfarbabstand ist dabei ein gewichteter Wert aus den einzelnen Farb-/ und Helligkeitsabständen. Dadurch kann in besonders einfacher Weise der räumliche Verlauf von Farb-/Helligkeitsabweichungen durch ein geringes Datenvolumen erfasst werden. Dies ist insbesondere für große Flächen vorteilhaft, da hierdurch eine dem menschlichen Auge vergleichbare Bewertung anhand der Gesamtfarbabstände der einzelnen Cluster ermöglicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Cluster mindestens 30% (bevorzugter mindestens 50% noch bevorzugter mindestens 80%) der Fläche der zu untersuchenden Oberfläche, die auf dem ortsaufgelösten Empfänger abgebildet wird, abdecken. Dadurch wird erfindungsgemäß der Gesamteindruck besonders realitätsnah durch die Vielzahl von Unterbereiche repräsentiert.
  • Zur Bewertung der Oberfläche wird der Gesamtfarbabstand jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die ermittelte Helligkeitsabweichung (ΔY) und/oder die mindestens eine ermittelte Farbabweichung (ΔI, ΔQ) mit einem ersten Grenzwert zu vergleichen. Der erste Grenzwert wird vorzugsweise derart gewählt, dass Cluster mit einem Gesamtfarbabstand (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und/oder Farbabweichung) kleiner dem ersten Grenzwert als innerhalb der Toleranzgrenzen eingestuft werden.
  • Bei der Erfassung von Datenreihen unterschiedlicher Karosserieteile einer Serie (für mindestens einen Cluster – diese Cluster-Datenreihen können auch für alle Cluster erfasst werden) ist es vorgesehen, technische Ausreißer (die beispielsweise durch ein falsches Karosserieteil, Ausfall des Blitzlichts oder zu späte Auslösung der Aufnahme derart, dass sich das Karosserieteil nicht mehr in der vorgegebenen Position befindet, bedingt sein können) aus der Datenreihe zu eliminieren. Dazu werden Helligkeitsabweichungen, Farbabweichungen und/oder Gesamtfarbabstände, die betragsmäßig einen zweiten vorgegebenen Grenzwert überschreiten, aussortiert, wobei der zweite Grenzwert betragsmäßig größer als der erste Grenzwert ist. Der zweite Grenzwert wird vorzugsweise derart gewählt, dass Cluster mit einem Gesamtfarbabstand größer als dem zweiten Grenzwert als außerhalb der durch Mess-/Produktionsfehler bedingten Toleranzgrenzen eingestuft werden.
  • Durch die Eliminierung technischer Ausreißer wird einerseits die zu verarbeitende Datenmenge verringert und weiterhin sichergestellt, dass entsprechende Mittelwerte, die für eine Langzeitanalyse (Trendanalyse) beziehungsweise eine Prognose zugrunde gelegt werden können, durch die genannten Szenarien (falsches Karosserieteil, Ausfall des Blitzlichts oder zu späte Auslösung der Aufnahme derart, dass sich das Karosserieteil nicht mehr in der vorgegebenen Position befindet) nicht verfälscht werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, (vorzugsweise zusätzlich) statistische Ausreißer einer Datenreihe (beispielsweise Helligkeitsabweichung, Farbabweichung oder Gesamtfarbabstand) unterschiedlicher Karosserieteile zu durch vorhergehende und/oder nachfolgende Messwerte der Datenreihe zu interpolieren, um die Verfälschung von Trends zu vermeiden.
  • Dazu ist es vorgesehen, den numerischen Wert der Helligkeitsabweichung (beziehungsweise der Farbabweichung oder des Gesamtfarbabstandes) derjenigen Elemente einer Datenreihe eines Unterbereichs, die betragsmäßig einen dritten vorgegebenen Grenzwert überschreiten, durch einen numerischen Wert zu ersetzen, der aus der Helligkeitsabweichung (beziehungsweise der Farbabweichung oder dem Gesamtfarbabstand) mindestens eines benachbarten Elements der Datenreihe des Unterbereichs gebildet ist.
  • Vorzugsweise werden die Abweichungen (Helligkeitsabweichung, Farbabweichung oder Gesamtfarbabstand) von den Referenzwerten (Farbkontrollmodell) eines Clusters für unterschiedliche lackierte Karosserien entsprechend des Zeitpunkts des Lackierens in einer Datenreihe erfasst, das heißt, der Gesamtfarbabstand eines zuerst lackierten Karosserieteils wird als erstes Element der Reihe erfasst, der Gesamtfarbabstand des unmittelbar danach lackierten Karosserieteils wird als zweites Element der Reihe erfasst, usw. Dadurch lässt sich insbesondere der zeitliche Verlauf von Helligkeits-/Farbänderungen einfach erfassen.
  • Vorzugsweise wird vor dem Einstrahlen von Licht ein Fahrzeugkarosserieteil lackiert und mindestens 100 cm2 der lackierten Oberfläche des Fahrzeugkarosserieteils (bevorzugter mehr als 500 cm2 und noch bevorzugter mehr als 1000 cm2) auf den zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger abgebildet. Dadurch ist es möglich, eine sehr große Oberfläche durch die Auswertung lediglich eines Bildes (zum Beispiel einer CCD-Kamera) sehr realistisch zu bewerten. Dies gilt analog für eine Vielzahl zu lackierender Fahrzeugkarosserieteile.
  • Vorzugsweise werden die zu untersuchende Oberfläche sowie sämtliche Unterbereiche graphisch dargestellt, wobei Unterbereiche, deren Gesamtfarbabstand (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und mindestens eine Farbabweichung) größer als der erste Grenzwert ist, und Unterbereiche, deren Gesamtfarbabstand (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und mindestens eine Farbabweichung) kleiner als der erste Grenzwert ist, in der graphischen Darstellung unterschiedlich markiert werden, beispielsweise durch unterschiedliche Farbgebung. Dadurch wird eine Einschätzung durch einen Benutzer dahingehend, ob die Abweichungen aufgrund ihrer räumlichen Anordnung zu einer Aussortierung des Karosserieteils führen, besonders einfach. Eine solche Einschätzung durch einen Benutzer erfolgt regelmäßig unter weiteren Gesichtspunkten, beispielsweise unter Berücksichtigung weiterer mit gleicher oder ähnlicher Farbe lackierter Teile in der späteren Umgebung des Karosserieteils (im eingebauten Zustand), wobei regelmäßig Abweichungen in Grenzbereichen als relevanter eingestuft werden als in der Mitte eines Karosserieteils, da die Sensitivität eines Betrachter für Farbunterschiede in Grenzbereichen regelmäßig erhöht ist.
  • Alternativ ist es jedoch auch möglich, nur einen Teil der Unterbereiche nach vorgegeben Kriterien darzustellen, beispielsweise nur vorselektierte Unterbereiche (so genannte Prio-Teilflächen) oder nur den beziehungsweise die „schlechtesten" Unterbereiche einer zu bewertenden Oberfläche, das heißt denjenigen beziehungsweise diejenigen Unterbereiche mit dem größten Gesamtfarbabstand (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und mindestens eine Farbabweichung).
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung soll die Bewertung der einzelnen Cluster nicht lediglich bzgl. einer Abweichung von einem Farbkontrollmodell, sondern zur Berücksichtigung von Trends derart erfolgen, dass in die Bewertung zusätzlich zuvor und nachher ermittelte Abweichungen (das heißt gleicher Cluster von zuvor/nachher lackierten und bewerteten Karosserien) einfließen.
  • Dazu wird zu jedem Gesamtfarbabstand (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und/oder Farbabweichung) einer Datenreihe eines Unterbereichs ein gewichteter Mittelwert ermittelt wird, der aus einer Vielzahl vorhergehender und/oder nachfolgender Elemente der Datenreihe gebildet wird (besonders bevorzugt ein Mittelwert einer Vielzahl vorhergehender und nachfolgender Elemente der Datenreihe).
  • Vorzugsweise wird eine Glättung der Elemente der Datenreihe durchgeführt. Vorzugsweise wird die Glättung mittels 2-Parameter-Verfahren und/oder Prä-Post-Mittelung durchgeführt.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, die Differenz jedes Gesamtfarbabstandes (beziehungsweise Helligkeitsabweichung und/oder Farbabweichung) von seinem jeweiligen (gegebenenfalls geglätteten) Mittelwert ermittelt wird, wobei der betragsmäßige Abstand zwischen der größten Differenz der Datenreihe und der kleinsten Differenz der Datenreihe mit einem vorgegebenen vierten Grenzwert verglichen wird. Dadurch können Farb-/Helligkeitsschwankungen innerhalb einer Serie von lackierten Karosserien schnell erfasst werden.
  • Die oben beschriebene Trendanalyse kann einerseits in Echtzeit erfolgen. In diesem Fall können natürlich nur zuvor ermittelte Abweichungen (das heißt gleicher Cluster von zuvor lackierten und bewerteten Karosserien) in die Bewertung einfließen. Alternativ ist es möglich, die oben beschriebene Trendanalyse nach der messtechnischen Erfassung einer Vielzahl von (gleich lackierten Karosserien) durchzuführen. Dann können sowohl zuvor als auch nachfolgend ermittelte Abweichungen (das heißt gleicher Cluster von zuvor/danach lackierten und bewerteten Karosserien) in die Bewertung einfließen. Aus einer solchen Trendanalyse können sehr schnell Rückschlüsse dahingehend gezogen werden, welche prozesstechnischen (von einem Benutzer gegebenenfalls einzustellenden Parameter) zu einem spürbaren Trend in den Farb-/Helligkeitsverläufen führt, so dass eine schnellere Reaktion/Korrektur ermöglicht wird.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung (Vorrichtung) weist mindestens eine Lichtquelle zur Einstrahlung von Licht auf die zu untersuchende Oberfläche und mindestens ein Mittel zur optischen Abbildung mindestens eines Teils des von der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Lichts auf einen zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger auf, wobei die Anordnung derart eingerichtet ist, dass
    • – ein zweidimensionales Bild erzeugt wird, wobei jedem Bildpunkt neben seinen geometrischen Koordinaten weiterhin Farb-Koordinaten zugeordnet werden,
    • – eine Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche gebildet wird, die innerhalb des zweidimensionalen Bildes liegen,
    • – aus den Bildpunkten jedes Unterbereichs jeweils ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert generiert wird,
    • – die Vielzahl gewichteter Helligkeitswerte jeweils mit einem Referenz-Helligkeitswert und die Vielzahl gewichteter Farbwerte jeweils mit einem Referenz-Farbwert verglichen und daraus für jeden Unterbereich eine Helligkeitsabweichung und mindestens eine Farbabweichung ermittelt werden,
    • – aus den ermittelten Helligkeitsabweichungen und den ermittelten Farbabweichungen für jeden Unterbereich ein Gesamtfarbabstand bestimmt wird, und
    • – der Gesamtfarbabstand jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen wird.
  • Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart eingerichtet, dass sie mindestens eines der zum oben beschrieben Verfahren genannten Merkmale verwirklicht.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1a ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 1b eine vergrößerte Darstellung der Unterteilung einer lackierten, zu bewertenden Oberfläche in eine Vielzahl von Unterbereiche;
  • 2 unterschiedliche Darstellungsmöglichkeiten für Helligkeits-/Farbabweichungen einer Datenreihe einer Vielzahl von Karosserieteilen für einen ausgewählten Unterbereich;
  • 3 eine Darstellung einer Datenreihe des Gesamtfarbabstandes einer Vielzahl von Karosserieteilen für einen ausgewählten Unterbereich zur Erkennung von technischen und statistischen Ausreißern;
  • 4a eine fotografische Darstellung eines ordnungsgemäßen Karosserieteils (Referenz);
  • 4b4c fotografische Darstellungen für die Bewertung von Karosserieteilen in unterschiedlichen Situationen;
  • 5 eine Darstellung der Datenreihe nach 3 nach der Eliminierung technischer Ausreißer;
  • 6a7b eine schematische Darstellung zur Erkennung und Eliminierung statistischer Ausreißer;
  • 8 eine Darstellung der Datenreihe nach 3 nach der Eliminierung technischer Ausreißer und Interpolation der statistischen Ausreißer;
  • 9 eine Darstellung der Datenreihe nach 3 nach der Eliminierung technischer und statistischer Ausreißer;
  • 10a–c eine schematische Darstellung zur Trendabstrahierung aufeinanderfolgender Messwerte und
  • 11a12b eine weitere schematische Darstellung der Trendabstraktion sowie der Bewertung der einzelnen Messwerte.
  • 1a zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht einerseits darin, eine Farb- und Helligkeitsstreuungen (Abweichungen von einem Referenzmodell) einer Serienproduktion, das heißt einer Vielzahl von gleichartig lackierten Karosserieteilen zu überwachen und für einen Benutzer anhand voreingestellter Kriterien übersichtlich darzustellen. Aus dieser Darstellung kann ein Benutzer entweder unmittelbar entnehmen oder zumindest schnell darauf schließen, ob ein bestimmtes lackiertes Karosserieteil der Serie die Kriterien an die optische Wahrnehmung erfüllt. Andererseits sollen Tendenzen (Trends) von Farb- und Helligkeitsstreuungen über die gesamte Serie (oder zumindest) einen Teil der Serie dargestellt werden, so dass daraus Rückschlüsse auf die Einhaltung oder Nicht-Einhaltung von Produktionsparametern erfolgen können.
  • Die Erfindung bezieht sich bei der Bewertung und Darstellung einer Serie insbesondere auf eine Vielzahl gleicher Karosserieteile, die mit einem gleichen Farbton lackiert wurden. Die entsprechend lackierten Karosserieteile sollen dann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bewertet werden, wobei die technischen Merkmale der Bewertung insbesondere die optische Wahrnehmung durch einen Betrachter möglichst realitätsnah nachbilden sollen.
  • Erfindungsgemäß wird, wie in 1a (oberstes Fenster) dargestellt, ein lackiertes Karosserieteil – das im Ausführungsbeispiel eine nicht lackierbare Öffnung für einen Tankdeckel aufweist – auf einen zweidimensionalen Empfänger – beispielsweise eine CCD-Kamera – abgebildet und dieses Bild in eine Vielzahl von Unterbereichen (auch als „Cluster" bezeichnet) aufgeteilt. 1b zeigt eine vergrößerte Darstellung der Unterteilung in eine Vielzahl von Unterbereiche. Dabei ist es vorgesehen, für jeden Cluster einen Farb- und Helligkeitsmittelwert zu bilden und diese Daten dem Cluster zuzuordnen. Das heißt beispielsweise, dass jedem Cluster zwei Ortskoordinaten (x, y) und drei Farb-Koordinaten nach RGB-Farbraum, CIELab-Farbraum, DIN99-Farbraum oder ähnliche (die bereits einen Helligkeitswert umfassen) aufweist. Es können jedoch auch vergleichbare, durch entsprechende Transformation erhältliche Ortskoordinaten und Farb-Koordinaten zugeordnet werden. Die Farb-Koordinaten umfassen zumindest anteilig auch Informationen über die Helligkeit der zu bewertenden Oberfläche.
  • Durch die Zuordnung von einen Farb- und Helligkeitsmittelwert für jeden Cluster kann erfindungsgemäß eine größere Fläche durch eine geringe Anzahl von Daten (Farb- und Helligkeitswerten) dargestellt werden. Erfindungsgemäß werden diese einzelnen Cluster-bezogenen Daten mit entsprechenden Daten eines Farbkontrollmodells verglichen und die entsprechenden Abweichungen gespeichert. In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ermittelten Helligkeits- und Farbabweichungen zu einem so genannten Gesamtfarbabstand berechnet.
  • Farbabstände können grundsätzlich durch Vektoraddition der ΔL-, ΔC- und ΔH-Werte zwischen der Referenzfarbe und dem Farbprüfling bestimmt werden. ΔE = √ΔL² + ΔC² + ΔH²
  • Die CIE nimmt aufbauend auf den L*a*b-Farbraum in ihrer im Jahr 2001 veröffentlichten CIEDE2000-Farbdifferenzformel zusätzlich zu dieser geometrischen Darstellung Korrekturen an den zugrunde liegenden ΔL-, ΔC- und ΔH vor, um durch eine weitere Verzerrung des Farbraumes eine Berücksichtigung des Einflusses der Farbsättigung und eine Korrektur der Ausrichtung der Toleranzellipsen zu erreichen. Als Gesamtfarbabstand können aber auch äquivalente Größen herangezogen werden.
  • Dieser Gesamtfarbabstand ist repräsentiert einen gewichteten Wert aus den entsprechenden Helligkeits- und Farbabweichungen. Um eine schnelle Analyse eines lackierten Karosserieteils durch einen Benutzer vornehmen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass (siehe in 1a unter 5.) die ermittelten Gesamtfarbabstände mit einem ersten Grenzwert verglichen werden und entsprechend der Über- oder Unterschreitung der einzelnen Gesamtfarbabstände der einzelnen Cluster mit dem ersten Grenzwert die Cluster entsprechend farblich markiert werden (siehe 1a unten Mitte und links). Alternativ ist es möglich, anhand des Vergleichs zwischen den ermittelten Gesamtfarbabständen und dem ersten Grenzwert (und gegebenenfalls weiterer Kriterien) bereits eine Entscheidung über die Verwendbarkeit des lackierten Karosserieteils zu fällen.
  • Ein solcher Vergleich zwischen den gemessenen Helligkeits- und Farbwerten und den Referenzhelligkeits- und Farbwerten (Farbkontrollmodell) wird vorzugsweise für sämtliche Cluster (Unterbereiche) jedes Karosserieteils vorgenommen. Alternativ ist es jedoch möglich, den entsprechenden Vergleich der Gesamtfarbabstände (beziehungsweise Helligkeits- und Farbabstände) mit dem ersten Grenzwert nur für eine bestimmte Anzahl von Clustern eines Karosserieteils durchzuführen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, nicht nur große lackierte Flächen in einem einfachen System zu bewerten, sondern weiterhin Veränderungen von Helligkeits- und Farbwerten innerhalb einer Serie von lackierten Oberflächen effizient erfassen zu können, wobei die Bewertung der Farb- und Helligkeitsabweichungen (beziehungsweise der Gesamtfarbabstände) einer durch einen Betrachter realisierten optischen Wahrnehmung möglichst nahe kommen soll und weiterhin Trends von Farb- und Helligkeitsänderungen möglichst schnell erfassbar sein sollen.
  • Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die entsprechende Aufteilung des zweidimensionalen Bildes für jedes Karosserieteil einer zu bewertenden Serie in jeweils die gleichen Unterbereiche vorzunehmen, so dass die entsprechenden Unterbereiche einer Serie (einer Vielzahl von nacheinander lackierten Karossen) entsprechend verglichen und bewertet werden kann (das heißt, die Ortskoordinaten und die Ausdehnung der Cluster sind für alle Karosserien einer Serie gleich). Dazu werden erfindungsgemäß die Helligkeits- und Farbdifferenzen (beispielsweise der Gesamtfarbabstand) eines Clusters für eine Vielzahl von lackierten Oberflächen in einer Datenreihe erfasst, wobei die einzelnen Elemente der Datenreihe vorzugsweise chronologisch entsprechend dem Zeitpunkt des Lackierens sortiert werden sollen. Eine solche Darstellung ist beispielsweise in 2 für unterschiedliche Farb-/Helligkeitskriterien veranschaulicht, wobei eine Serie von 100 lackierten Teilen (siehe Abzisse von –100 bis 0) dargestellt worden ist. Insbesondere wird durch ΔY in Fenster 1 die Helligkeitsabweichung der einzelnen Karosserien Nr. –100 bis Nr. 0 für einen vorausgewählten (stets gleichen) Cluster vom entsprechenden Farbkontrollmodell dargestellt. Aus den über die Serie erfassten Helligkeitsabweichungen können für jeden Messwert entsprechende Mittelwerte, die beispielsweise aus einer Vielzahl vorhergehender und nachfolgender Messwerte ermittelt werden, dargestellt werden. Ebenfalls können entsprechende Toleranzgrenzen, die ebenfalls aus der Vielzahl der Messwerte gewonnen beziehungsweise generiert werden, dargestellt werden. In analoger Weise stellt Fenster 2 mit ΔI eine Farbabweichung rot-grün, Fenster 3 mit ΔQ eine Farbabweichung gelb-blau, Fenster 4 mit ΔE eine Gesamtfarbabweichung dar. In Fenster Nr. 5 sind die Farbabweichungen kartesisch dargestellt und in Fenster 6 ist veranschaulicht, eine Helligkeitsabweichung als Balkendiagramm darzustellen.
  • Die in 2 gezeigten Mittelwertslinien (beziehungsweise gewichteten Verläufe) können einem Benutzer Rückschlüsse auf die Einhaltung oder Nicht-Einhaltung von Produktionsparametern ermöglichen, so dass ein Verlassen der Toleranzgrenzen innerhalb einer Serie rechtzeitig erkannt werden kann. In den Fenstern 14 der 2 zeigen die Abzissen je eine durchlaufende Nummer der lackierten Karosserien und die Ordinaten je die ermittelten Werte für den Gesamtfarbabstand.
  • Um die in 2 gezeigten Mittelwertslinien einwandfrei ermitteln zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, technische Ausreißer und statistische Ausreißer aus einer entsprechenden Datenreihe zu eliminieren und bei der Mittelwertsbildung (beziehungsweise Wichtung) nicht zu berücksichtigen. 3 zeigt eine Datenreihe des Gesamtfarbabstandes ΔE (Ordinaten) einer Vielzahl von Karosserieteilen (Abzisse) für einen ausgewählten Unterbereich zur Erkennung von technischen und statistischen Ausreißern. (technischer Ausreißer: durch ein Kreuz und statistische Ausreißer durch eine Umrandung gekennzeichnet).
  • Bei einem technischen Ausreißer kann es sich um mehrere Szenarien handeln, die beispielsweise nicht durch eine fehlerhafte Lackierung, sondern durch andere Umstände bedingt sein müssen. Zur Veranschaulichung ist in 4a die fotografische Aufnahme eines korrekt lackierten Karosserieteils dargestellt. In 4b ist eine fotografische Aufnahme eines mit einer falschen Farbe lackierten Karosserieteils dargestellt, wobei in einem solchen Fall (der als technischer Ausreißer klassifiziert werden soll) der Gesamtfarbabstand eines vorausgewählten Clusters einen zweiten Grenzwert überschreitet. Das gleiche kann wie in 4c dargestellt, beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Auslösung der Kamera (zweidimensionaler ortsaufgelöster Empfänger) derart spät erfolgt, dass sich die in einem Produktionsband automatisch weiterbewegte Karosserie nicht mehr (oder noch nicht) an der zur fotografischen Erfassung vorgegebenen Position befindet (ebenfalls technischer Ausreißer). Ein weiterer Fall ist in 4d dargestellt, wo es sich um den Ausfall des Blitzlichtes handelt, so dass eine entsprechende fotografische Aufnahme nur fehlerhaft erfolgen kann (ebenfalls technischer Ausreißer). In 4e ist ein weiteres Beispiel dargestellt, bei dem es sich jedoch nicht um einen technischen Ausreißer handelt. Dort ist eine fotografische Aufnahme eines lackierten Karosserieteils dargestellt, die unter dem Einfluss von (ungewolltem) Fremdlicht erfolgt ist. Hier ist jedoch der Gesamtfarbabstand des entsprechenden Clusters unter einem zweiten Grenzwert geblieben, so dass dieser Gesamtfarbabstand in der Datenreihe, siehe 3, weiterhin berücksichtigt wird (keine Eliminierung). Der zweite Grenzwert ist den oben genannten Szenarien entsprechend anzupassen. Vorzugsweise wird der zweite Grenzwert als Gesamtfarbabstand ΔE = 10 verwendet.
  • In 5 werden die nach 3 dargestellten Messwerte nach Eliminierung des technischen Ausreißers dargestellt.
  • Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Interpolation statistischer Ausreißer (siehe 3 umrandete Messwerte mit 2 < ΔE < 10). Um statistische Ausreißer handelt es sich bei Messwerten, die nicht als technische Ausreißer klassifiziert werden, das heißt, deren Gesamtfarbabstand beispielsweise kleiner als ein zweiter Grenzwert ist, deren Abweichungen jedoch von den übrigen Messwerten derart deutlich abweicht, so dass es sich hier nicht um Zufallsabweichungen handeln kann (hier beispielsweise ist der Gesamtfarbabstand größer einem dritten Grenzwertwert). Der Vorteil der Interpolation dieser statistischen Ausreißer liegt darin, dass die entsprechende Trendanalyse (beispielsweise die in den 2, 11a und 12a gezeigte statistische Mittellinie) nicht unnötig verfälscht wird. Vorzugsweise wird der dritte Grenzwert als Gesamtfarbabstand mit ΔE < 10 und ΔE > 2 verwendet.
  • In 6a bis 7b wird ein Beispiel zur Interpolation statistischer Ausreißer dargestellt. Insbesondere ist die Ermittlung des dritten Grenzwertes aus einer Vielzahl von Messwerten auf unterschiedliche Weise möglich. In 6a bis 7b ist über die Abzissen eine Vielzahl lackierter Karosserien und über die Ordinaten die jeweils ermittelten Werte für den Gesamtfarbabstand abgetragen.
  • Im Ausführungsbeispiel soll die Bestimmung des dritten Grenzwertes anhand von 5 bekannten Messwerte einer Serie, das heißt 5 bekannten Gesamtfarbabständen für 4 unterschiedliche Karosserien demonstriert werden:
    x1 = –8; x2 = 6; x3 = 6,4; x4 = 10,25; x5 = 35
  • Zunächst wird der Median der Messwerte gebildet: x ~ = 6,4
  • Danach der Median der absoluten Abweichungen (MaD) von x ~: |x1 – x ~) = 14,4; |x2 – x ~| = 0,4; |x3 – x ~| = 0; |x4 – x ~| = 3,85; |x5 – x ~| = 28,6;
    MaD = 3,85
  • Schließlich werden die oberen und unteren Ausreißergrenzen mit Hilfe folgender Tabelle
    Probenumfang N g(n, α)
    Gavies/Gather Grubbs Dixon
    g(n, 5%) g(n, 1%) g(n, 10%) g(n, 5%) g(n, 10%) g(n, 5%) g(n, 1%)
    3 33,59 161,15 1,148 1,153 0,886 0,941 0,988
    4 10,12 24,71 1,425 1,463 0,679 0,765 0,889
    5 11,77 28,84 1,602 1,672 0,557 0,642 0,780
    6 8,20 15,40 1,729 1,822 0,482 0,560 0,698
    7 8,32 13,75 1,828 1,938 0,434 0,507 0,637
    8 7,30 11,87 1,909 2,032 0,479 0,554 0,683
    9 7,38 11,48 1,977 2,110 0,441 0,512 0,635
    10 6,81 10,20 2,036 2,176 0,409 0,477 0,597
    11 6,97 10,96 2,088 2,234 0,517 0,576 0,679
    12 6,51 9,27 2,134 2,285 0,490 0,546 0,642
    13 6,71 10,53 2,175 2,331 0,467 0,521 0,615
    14 6,30 8,70 2,213 2,371 0,492 0,546 0,641
    15 6,49 9,95 2,247 2,409 0,472 0,525 0,616
    16 6,15 8,32 2,279 2,443 0,454 0,507 0,595
    17 6,29 9,25 2,309 2,475 0,438 0,490 0,577
    18 6,03 8,05 2,335 2,504 0,424 0,475 0,561
    19 6,10 8,49 2,361 2,532 0,412 0,462 0,547
    20 5,92 7,84 2,385 2,557 0,401 0,450 0,535
    21 5,92 7,70 2,408 2,580 0,391 0,440 0,524
    22 5,83 7,67 2,429 2,603 0,382 0,430 0,514
    23 5,74 6,92 2,448 2,624 0,374 0,421 0,505
    24 5,75 7,53 2,467 2,644 0,367 0,413 0,497
    25 5,59 6,15 2,486 2,663 0,360 0,406 0,489
    errechnet:
    gu(n, α) = x ~ – g(n, α)·MaD; go(n, α) = x ~ + g(n, α)·MaD
    gu(5,1%) = 6,4 – 1,76·3,85 = –0,376; go(5,5%) = 6,4 + 1,76·3,85 = 13,176
  • Die Bestimmung des dritten Grenzwertes kann jedoch auch nach anderen Kriterien erfolgen.
  • 8 zeigt eine Darstellung der Datenreihe nach 6a, 6b nach der Eliminierung Interpolation der statistischen Ausreißer, wobei die Kreise in 8 die interpolierten Werte darstellen.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung der Messwerte der 3 nach Eliminierung sowohl der technischen als auch der statistischen Ausreißer In den 3, 7 und 9 wurde eine Serie von 250 lackierten Karosserieteilen bewertet. Erfindungsgemäß werden statistische Ausreißer im Gegensatz zu technischen Ausreißern nicht vollständig eliminiert, da neben additiven Ausreißern auch Sprünge oder Trendänderungen im Verlauf der Messwerte als Ausreißer identifiziert werden können. Durch die Interpolation anstelle der vollständigen Eliminierung der Ausreißer wird eine angemessene Reaktion des Überwachungssystems erreicht, ohne dass eine spezielle Bewertung der Ausreißer notwendig wird. Die Auswirkungen einer Fehlentscheidung (nicht erkannte Ausreißer) werden somit gering gehalten.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die so genannte Trendabstrahierung, die in den 10a bis 12b schematisch dargestellt wird. Die Idee besteht darin, die entsprechenden Messwerte eines Clusters oder mehrerer Cluster (bei Messwerten sind ermittelte Helligkeitsabweichungen, ermittelte Farbabweichungen beziehungsweise der ermittelte Gesamtfarbabstand gemeint) für eine Serie einer Vielzahl von lackierten Karossen grafisch darzustellen, wobei zur Veranschaulichung von Trends zu jedem Messwert ein gewichteter Mittelwert, der aus einer Vielzahl vorangehender oder nachfolgender Elemente der Datenreihe gebildet wird, ebenfalls grafisch (als Linie) dargestellt wird. Zur entsprechenden Mittelwertbildung kann beispielsweise das 2-Parameter-Verfahren nach Holt verwendet werden, bei dem zunächst optimale Parameter bestimmt und gegebenenfalls eine Glättung der gewichteten Mittelwerte Ergebnisse (Prä-Post-Mittelung, Goldener Schnitt) durchgeführt wird.
  • 10a, 10b, 10c zeigen beispielhaft das Ergebnis des Verfahrens der exponentiellen Glättung welches gleichzeitig den Periodengrundwert und den Trend eines Messwertverlaufes ermittelt und diese mittels 2 verschiedener Parameter glättet. Als Optimum werden die Ergebnisse der Prä-Post-Mittelung gewählt. Es liefert dadurch deutlich bessere Ergebnisse als eine Trendabstrahierung durch Mittelwertbildung.
  • 11a zeigt eine Darstellung der Datenreihe nach 9 nach der Durchführung des 2-Parameter-Verfahrens mit den optimalen Parametern. 11b zeigt die Streuung der Elemente der Datenreihe nach 11a.
  • 12a zeigt eine Darstellung der Datenreihe nach 9 nach der Durchführung des 2-Parameter-Verfahrens und der Prä-Post-Mittelung. 12b zeigt die Streuung der Elemente der Datenreihe nach 12a.
  • 1
    Farbabweichung Helligkeit
    2
    Farbabweichung Rot-Grün
    3
    Farbabweichung Gelb-Blau
    4
    Gesamt-Farbabstand
    5
    Farbabweichung Rot-Grün und Farbabweichung Gelb-Blau kartesisch
    6
    Farbabweichung Helligkeit als Balkendarstellung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10103555 A1 [0002, 0003]
    • - WO 2004/010124 A1 [0002, 0004]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Bewertung mindestens einer Oberfläche mit folgenden Verfahrensschritten: – Einstrahlen von Licht auf die zu untersuchende Oberfläche, – Abbildung mindestens eines Teils des von der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Lichts auf einen zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger, und – Erzeugung eines zweidimensionalen Bildes, wobei jedem Bildpunkt neben seinen geometrischen Koordinaten weiterhin Farb-Koordinaten zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche gebildet wird, die innerhalb des zweidimensionalen Bildes liegen, – aus den Bildpunkten jedes Unterbereichs jeweils ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert generiert wird, – die Vielzahl gewichteter Helligkeitswerte jeweils mit einem Referenz-Helligkeitswert eines Farbkontrollmodells und die Vielzahl gewichteter Farbwerte jeweils mit einem Referenz-Farbwert eines Farbkontrollmodells verglichen und daraus für jeden Unterbereich eine Helligkeitsabweichung (ΔY) und mindestens eine Farbabweichung (ΔI, ΔQ) ermittelt werden, – die ermittelte Helligkeitsabweichung (ΔY) und/oder die mindestens eine ermittelte Farbabweichung (ΔI, ΔQ) jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Helligkeitsabweichungen (ΔY) und den ermittelten Farbabweichungen (ΔI, ΔQ) für jeden Unterbereich ein Gesamtfarbabstand (ΔE) bestimmt wird, und der Gesamtfarbabstand (ΔE) jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbereiche zueinander disjunkte Bereiche sind und/oder die Fläche der Unterbereiche zwischen 1 cm2 und 25 cm2 beträgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Unterbereiche zwischen 15 und 1500 beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander eine Vielzahl von Oberflächen bewertet werden, wobei die Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche stets in gleicher Weise innerhalb des zweidimensionalen Bildes der jeweiligen Oberfläche positioniert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeitsabweichungen (ΔY), die mindestens eine Farbabweichung (ΔI, ΔQ) und/oder die Gesamtfarbabstände (ΔE) der Vielzahl von Oberflächen für mindestens einen Unterbereich als Datenreihe erfasst werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Elemente einer Datenreihe eines Unterbereichs aussortiert werden, deren Helligkeitsabweichung (ΔY), Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder Gesamtfarbabstand (ΔE) betragsmäßig einen zweiten vorgegebenen Grenzwert überschreiten, wobei der zweite Grenzwert betragsmäßig größer als der erste Grenzwert ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der numerische Wert der Helligkeitsabweichung (ΔY), der Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder des Gesamtfarbabstandes (ΔE) derjenigen Elemente einer Datenreihe eines Unterbereichs, die betragsmäßig einen dritten vorgegebenen Grenzwert überschreiten, durch einen numerischen Wert ersetzt wird, der aus der Helligkeitsabweichung (ΔY), der Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder dem Gesamtfarbabstand (ΔE) mindestens eines benachbarten Elements der Datenreihe des Unterbereichs gebildet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Grenzwert betragsmäßig kleiner als der zweite Grenzwert ist und/oder der dritte Grenzwert betragsmäßig größer als der erste Grenzwert ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zu bewertende Oberflächen lackierte Kraftfahrzeug-Karosserien und/oder deren Anbau- und Einbauteile verwendet werden und jeweils eine Fläche von mindestens 100 cm2 der lackierte Fläche auf den zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger abgebildet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50% der abgebildeten Oberfläche des Fahrzeugkarosserieteils der Vielzahl von Unterbereichen zugeordnet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu untersuchende Oberfläche sowie sämtliche Unterbereiche graphisch dargestellt werden, wobei Unterbereiche, deren Helligkeitsabweichung (ΔY), Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder Gesamtfarbabstand (ΔE) größer als der erste Grenzwert ist, und Unterbereiche, deren Helligkeitsabweichung (ΔY), Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder Gesamtfarbabstand (ΔE) kleiner als der erste Grenzwert ist, in der graphischen Darstellung unterschiedlich markiert werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6–12, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Helligkeitsabweichung (ΔY), jeder Farbabweichung (ΔI, ΔQ) oder jedem Gesamtfarbabstand (ΔE) einer Datenreihe eines Unterbereichs ein gewichteter Mittelwert ermittelt wird, der aus einer Vielzahl vorhergehender und/oder nachfolgender Elemente der Datenreihe gebildet wird, und die Differenz jeder Helligkeitsabweichungen (ΔY), jeder Farbabweichungen (ΔI, ΔQ) oder jedes Gesamtfarbabstandes (ΔE) von seinem jeweiligen Mittelwert ermittelt wird, wobei der betragsmäßige Abstand zwischen der größten Differenz der Datenreihe und der kleinsten Differenz der Datenreihe mit einem vorgegebenen vierten Grenzwert verglichen wird.
  14. Anordnung zur Qualitätskontrolle einer Oberfläche, aufweisend: – mindestens eine Lichtquelle zur Einstrahlung von Licht auf die zu untersuchende Oberfläche, – mindestens ein Mittel zur optischen Abbildung mindestens eines Teils des von der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Lichts auf einen zweidimensionalen, ortsaufgelösten Empfänger, wobei die Anordnung derart eingerichtet ist, dass – eine Vielzahl zweidimensionaler, zusammenhängender Unterbereiche gebildet wird, die innerhalb des zweidimensionalen Bildes liegen, – aus den Bildpunkten jedes Unterbereichs jeweils ein gewichteter Helligkeitswert und mindestens ein gewichteter Farbwert generiert wird, – die Vielzahl gewichteter Helligkeitswerte jeweils mit einem Referenz-Helligkeitswert eines Farbkontrollmodells und die Vielzahl gewichteter Farbwerte jeweils mit einem Referenz-Farbwert eines Farbkontrollmodells verglichen und daraus für jeden Unterbereich eine Helligkeitsabweichung (ΔY) und mindestens eine Farbabweichung (ΔI, ΔQ) ermittelt werden, – die ermittelte Helligkeitsabweichung (ΔY) und/oder die mindestens eine ermittelte Farbabweichung (ΔI, ΔQ) jedes Unterbereichs mit einem vorgegebenen ersten Grenzwert verglichen wird.
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