DE102022004654B3

DE102022004654B3 - Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung und Bewertungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022004654B3
Application number: DE102022004654.7A
Authority: DE
Inventors: Moritz Loos; Marvin Ginader; Fabian Scheer; Markus Neumann
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2042-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße, wobei- das Kraftfahrzeug zumindest im Bereich der mindestens einen Klappe mittels eines Distanzsensors (3) entlang einer Abtastrichtung (13) abgetastet wird, wobei- mittels des Distanzsensors (3) zu einer Mehrzahl an Ortspunkten (15) entlang der Abtastrichtung (13) jeweils ein Distanzwert (17) erhalten wird, wobei- eine Analyse durchgeführt wird, indem die Mehrzahl an erhaltenen Distanzwerten (17) analysiert wird, wobei- basierend auf der Analyse die Klappenstellung der mindestens einen Klappe bewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße und eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Es ist bekannt, dass während einer Fertigung eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße eine Spaltmessung mittels einer Spaltmessanlage durchgeführt werden kann. Die Spaltmessung wird insbesondere automatisch mittels eines voreingestellten Spaltmess-Roboterarms durchgeführt. Für die automatische Spaltmessung ist es notwendig, dass Klappen - insbesondere eine Motorhaube, ein Kofferraumdeckel, Türen, ein Tankdeckel, und/oder eine Ladeklappe - des Kraftfahrzeugs geschlossen sind. Sind die Klappen nicht geschlossen, ist zum einen keine zuverlässige Spaltmessung durchführbar und zum anderen besteht die Gefahr, dass die Spaltmessanlage, insbesondere der Spaltmess-Roboterarm, mit dem Kraftfahrzeug kollidiert. Daher ist es notwendig, insbesondere vor der Spaltmessung, sicherzustellen, dass die Klappen des Kraftfahrzeugs geschlossen sind.
Es sind Verfahren bekannt, bei welchen das Kraftfahrzeug punktuell vermessen wird. Basierend auf der Vermessung wird beurteilt, ob eine Klappe des Kraftfahrzeugs offen oder geschlossen ist. Nachteilig daran ist, dass die Vermessung nur punktuell und in einem statischen Zustand des Kraftfahrzeugs möglich ist. Eine dynamische Vermessung des Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße ist somit nicht möglich.
In den letzten Jahren hat Deep Leaming und Objektdetektion immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Viele Automobilhersteller untersuchen derzeit die Einsatzmöglichkeiten. Gerade in hoch automatisierten Produktionslinien können Fehler passieren und die Leistung der Produktionsanlage beeinträchtigen. In der Studie: „Deep Learning for the Detection of Car Flap States“ in: WSCG 2022 Proceedings, 2022, 142 - 151. - ISSN 2464-4617 von Benoit Guërand und weiteren Autoren wird ein Verfahren und eine Anwendung eines auf Objekterkennung basierenden Deep-Learning-Algorithmus zur Erkennung offener Klappen an Autos, wie Türen, Kofferraum, Motorhaube beschrieben. Mit diesem Ansatz werden die Vorteile der Spalterkennung in Autos an Produktionslinien, insbesondere die Anwendung von Resnet50 Convolutional Neural Networks (CNNs) und Transfer Leaming in einem industriellen Anwendungsfall demonstriert. Es wird gezeigt, wie das Problem der Erkennung offener Klappen an Autos so modelliert werden kann, dass ein CNN in dieser Art Anwendung finden kann. Eine detaillierte Bewertung der Ergebnisse und Herausforderungen schließt sich an. Abschließend werden Vorschläge für die zukünftige Anwendung ähnlicher Algorithmen gegeben.
Das deutsche Patent DE 10 2017 210 558 B3 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung von Karosserieschäden, insbesondere von Hagelschäden wie Dellen, Beulen und/oder Kratzer, an Kraftfahrzeugen. Das zu vermessende Kraftfahrzeug bewegt sich während der Vermessung relativ zu einer Beleuchtungseinrichtung und einer eine oder mehrere Flächenkameras sowie eine oder mehrere 3D-Kameras umfassenden Messeinrichtung, welche an einer ortsfesten Halteeinrichtung angeordnet sind. Im Hinblick auf flexible Einsatzmöglichkeiten und einen hohen Durchsatz ist vorgesehen, dass mittels der Beleuchtungseinrichtung eine Beleuchtungsstruktur aus nebeneinander liegenden Lichtstreifen bzw. -linien auf der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird, wobei mittels der einen oder mehreren Flächenkameras durch deflektometrische Erfassung der von der Fahrzeugkarosserie reflektierten Beleuchtungsstruktur Oberflächenbilder der Fahrzeugkarosserie erstellt werden, wobei mittels der einen oder mehreren 3D-Kameras die Form des Fahrzeugs widergebende Tiefenbilder erzeugt werden, und wobei mittels einer entsprechenden Auswerteeinrichtung in den Oberflächenbildern Defekte an der Karosserie identifiziert werden und mittels Projektion der Oberflächenbilder auf die Tiefenbilder die identifizierten Defekte auf dem Fahrzeug lokalisiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße und eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße geschaffen wird.
Dabei wird das Kraftfahrzeug zumindest im Bereich der Klappe mittels eines Distanzsensors entlang einer Abtastrichtung abgetastet. Mittels des Distanzsensors wird zu einer Mehrzahl an Ortspunkten entlang der Abtastrichtung jeweils ein Distanzwert erhalten. Anschließend wird eine Analyse durchgeführt, indem die Mehrzahl an erhaltenen Distanzwerten analysiert wird. Basierend auf der Analyse wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe bewertet. Vorteilhafterweise ist es damit möglich ein Distanzprofil des Kraftfahrzeugs im Bereich der mindestens einen Klappe zu erstellen. Vorteilhafterweise ist mittels der Abtastung entlang der Abtastrichtung eine dynamische Vermessung des Kraftfahrzeugs möglich.
Insbesondere wird als Distanzsensor ein Laser-basierter Distanzsensor verwendet. Vorzugsweise wird als Distanzsensor ein Lidar-Sensor mit mindestens einem Laserstrahl verwendet. Alternativ wird vorzugsweise als Distanzsensor ein Lasertriangulations-Sensor verwendet. Insbesondere ist eine Abtast-Frequenz, mit welcher die einzelnen Distanzwerte erfasst werden, bekannt.
Insbesondere wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen oder als geschlossen bewertet.
In einer Ausgestaltung wird, wenn die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, die mindestens eine Klappe manuell - insbesondere von einem Werker - oder automatisch - insbesondere von einem Roboter - geschlossen.
In einer Ausgestaltung wird nach der Bewertung der Klappenstellung der mindestens einen Klappe - insbesondere nachdem die mindestens eine Klappe geschlossen ist - mittels einer Spaltmessanlage eine Spaltmessung an dem Kraftfahrzeug durchgeführt.
In einer Ausgestaltung wird vor der Vermessung mittels des Distanzsensors eine Aufnahme des Kraftfahrzeugs mittels eines optischen Sensors aufgenommen. Anschließend wird die Aufnahme mit einem CAD-Modell des Kraftfahrzeugs verglichen, wobei eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs in der Fertigungsstraße ermittelt wird. Insbesondere wird die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs in der Fertigungsstraße an die Spaltmessanlage übermittelt, um insbesondere die Spaltmessanlage gemäß der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs einzustellen - insbesondere eine Trajektorie eines Spaltmess-Roboterarms anzupassen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug und der mindestens eine Distanzsensor relativ zueinander mit einem vorbestimmten Vorschub entgegen der Abtastrichtung verlagert werden. Anhand des vorbestimmten Vorschubs wird eine Position der Mehrzahl an Ortspunkten in einem Analyse-Koordinatensystem bestimmt. Weiterhin wird eine örtliche Klappenposition der mindestens einen Klappe in dem Analyse-Koordinatensystem bereitgestellt. Im Rahmen der Analyse werden die einem Bereich der örtlichen Klappenposition zugeordneten Distanzwerte analysiert. Vorteilhafterweise ist damit eine gezielte Analyse der mindestens einen Klappe möglich.
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ist ein Analyse-Koordinatensystem insbesondere ein Koordinatensystem, welches relativ zu dem Kraftfahrzeug verankert ist und damit insbesondere zusammen mit dem Kraftfahrzeug verlagert wird. Insbesondere ist ein Ursprung des Analyse-Koordinatensystems frei wählbar, wobei vorzugsweise der Ursprung in einem Bereich einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Weiterhin ist insbesondere eine Ausrichtung der Achsen des Analyse-Koordinatensystems frei wählbar, wobei vorzugsweise eine Achse zumindest nahezu parallel zu der Abtastrichtung ausgerichtet ist.
Insbesondere wird die Mehrzahl an Positionen in dem Analyse-Koordinatensystem anhand der Abtast-Frequenz und des vorbestimmten Vorschubs bestimmt.
Insbesondere wird vorbestimmter Vorschub eine Länge in Millimeter verwendet. Insbesondere wird der vorbestimmte Vorschub mittels eines Drehgebers bestimmt.
Insbesondere wird die örtliche Klappenposition anhand des CAD-Modells des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Alternativ wird die örtliche Klappenposition anhand des Drehgebers und/oder des vorbestimmten Vorschubs und eines Referenz-Kraftfahrzeugs bestimmt, wobei das Referenz-Kraftfahrzeug und insbesondere die örtliche Klappenposition manuell vermessen wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeweils ein Ortspunkt der Mehrzahl an Ortspunkten und ein dem jeweiligen Ortspunkt zugeordneter Distanzwert der erhaltenen Distanzwerte einen Messwert bilden, sodass eine Mehrzahl an Messwerten erhalten wird. Die Mehrzahl an Messwerten werden nach den zugeordneten Ortspunkten sortiert und zusammenhängend in Ortsintervallen gruppiert. Die Messwerte der Mehrzahl an Ortsintervallen werden jeweils mittels einer Geraden gefittet, sodass eine Mehrzahl an Fitgeraden erhalten wird. Im Rahmen der Analyse wird die Mehrzahl an Fitgeraden analysiert. Vorteilhafterweise ist es anhand der mindestens einen Fitgeraden möglich, die Klappenposition der mindestens einen Klappe in einfacher Weise zu bewerten. Vorteilhafterweise wird damit die Abtastung des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Messwerte, mittels einer stückweise linearen Funktion dargestellt, insbesondere interpoliert.
Insbesondere werden die Messwerte in einem Ortspunkt-Distanzwert-Diagramm eingetragen, wobei insbesondere sowohl die Ortspunkte als auch die Distanzwerte in einer Längeneinheit angegeben sind.
In einer Ausgestaltung bilden jeweils eine Position der Mehrzahl an Positionen und ein der jeweiligen Position zugeordneter Distanzwert der erhaltenen Distanzwerte einen Messwert, sodass eine Mehrzahl an Messwerten erhalten wird. Die Mehrzahl an Messwerten werden nach den zugeordneten Positionen sortiert und zusammenhängend in den Ortsintervallen gruppiert.
Insbesondere werden die Messwerte in einem Positions-Distanzwert-Diagramm eingetragen, wobei insbesondere sowohl die Positionen als auch die Distanzwerte in einer Längeneinheit angegeben sind.
In einer Ausgestaltung beträgt ein maximaler Abstand zwischen den Ortspunkten, insbesondere den Positionen, eines Ortsintervalls mindestens 1 cm bis höchstens 50 cm, vorzugsweise mindestens 2 cm bis höchstens 40 cm, vorzugsweise mindestens 3 cm bis höchstens 30 cm, vorzugsweise mindestens 4 cm bis höchstens 25 cm, vorzugsweise mindestens 5 cm bis höchstens 20 cm, vorzugsweise mindestens 6 cm bis höchstens 18 cm, vorzugsweise mindestens 7 cm bis höchstens 16 cm, vorzugsweise mindestens 8 cm bis höchstens 14 cm, vorzugsweise mindestens 9 cm bis höchstens 12 cm, vorzugsweise höchstens 10 cm, besonders bevorzugt 10 cm.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als die Analyse für die Mehrzahl an Fitgeraden jeweils ein Residuum bestimmt wird. Dabei wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn ein Residuum der Mehrzahl an Residuen größer ist als ein vorbestimmtes Schwellen-Residuum.
Insbesondere wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als geschlossen bewertet, wenn ein Residuum der Mehrzahl an Residuen kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellen-Residuum ist.
Ist die mindestens eine Klappe geschlossen, weisen zwei unmittelbar benachbarte Messpunkte im Bereich der mindestens einen Klappe nur kleine Änderungen in den Distanzwerten auf. Insbesondere sind in einem Ortsintervall die Änderungen der Distanzwerte zwischen zwei unmittelbar benachbarten Messpunkten für alle Messpunkte des Ortsintervalls nahezu identisch. Damit weist die Fitgerade ein erstes insbesondere kleines Residuum auf. Ist die mindestens eine Klappe geöffnet, weisen zwei unmittelbar benachbarte Messpunkte im Bereich der mindestens einen Klappe einen Sprung in den Distanzwerten auf. Liegen die den Sprung aufweisenden Messpunkte in einem gemeinsamen Ortsintervall, weist die Fitgerade ein zweites insbesondere großes Residuum auf, wobei das zweite Residuum größer ist als das erste Residuum.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als die Analyse ein Winkel zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden bestimmt wird. Dabei wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Winkel größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Winkel. Alternativ wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Winkel kleiner ist als der vorbestimmte Schwellen-Winkel.
In einer Ausgestaltung wird ein erster Winkel einer ersten Fitgerade zu einer Referenzgerade und ein zweiter Winkel einer zweiten der ersten Fitgerade unmittelbar benachbarten Fitgerade zu der Referenzgeraden bestimmt. Weiterhin wird eine absolute Winkel-Differenz aus dem ersten Winkel und dem zweiten Winkel bestimmt. Anschließend wird die absolute Winkel-Differenz mit dem Schwellen-Winkel verglichen. Insbesondere ist der Schwellen-Winkel 10°, vorzugsweise 8°, vorzugsweise 6°, vorzugsweise 5°, vorzugsweise 4°, besonders bevorzugt 3°.
Insbesondere weist eine Seitenfläche des Kraftfahrzeugs im Bereich einer Türe, wenn die Türe geschlossen ist, eine bekannte Krümmung auf. Daher ist es basierend auf der bekannten Krümmung möglich, den vorbestimmten Schwellen-Winkel im Bereich der Türe zu bestimmen. Vorteilhafterweise wird erkannt, dass die Türe offen ist, wenn der Winkel größer ist als der vorbestimmte Schwellen-Winkel.
Insbesondere schließen ein Kofferraumdeckel und eine Dachfläche des Kraftfahrzeugs, wenn der Kofferraumdeckel geschlossen ist, einen bekannten Kofferraum-Winkel ein. Daher ist es basierend auf dem bekannten Kofferraum-Winkel möglich, den vorbestimmten Schwellen-Winkel im Bereich des Kofferraumdeckels zu bestimmen.
Vorteilhafterweise wird erkannt, dass der Kofferraumdeckel offen ist, wenn der Winkel größer ist als der vorbestimmte Schwellen-Winkel.
Insbesondere schließen eine Motorhaube und die Dachfläche oder eine Frontscheibe des Kraftfahrzeugs, wenn die Motorhaube geschlossen ist, einen bekannten Motorhauben-Winkel ein. Daher ist es basierend auf dem bekannten Motorhauben-Winkel möglich, den vorbestimmten Schwellen-Winkel im Bereich der Motorhaube zu bestimmen. Vorteilhafterweise wird erkannt, dass die Motorhaube offen ist, wenn der Winkel kleiner ist als der vorbestimmte Schwellen-Winkel.
Insbesondere wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe - insbesondere einer Türe und eines Kofferraumdeckels - als geschlossen bewertet, wenn der Winkel kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellen-Winkel ist. Alternativ wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe - insbesondere einer Motorhaube - als geschlossen bewertet, wenn der Winkel größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellen-Winkel ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als die Analyse ein Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden bestimmt wird. Dabei wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Abstand größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Abstand.
Insbesondere wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als geschlossen bewertet, wenn der Abstand kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellen-Abstand ist.
Insbesondere beträgt der vorbestimmte Schwellen-Abstand 10 mm, vorzugsweise 9 mm, vorzugsweise 8 mm, vorzugsweise 7 mm, vorzugsweise 6 mm, besonders bevorzugt 5 mm.
Ist die mindestens eine Klappe geschlossen, weisen zwei unmittelbar benachbarte Messpunkte im Bereich der mindestens einen Klappe nur kleine Änderungen in den Distanzwerten auf. Insbesondere weisen daher zwei unmittelbar benachbarte Fitgeraden einen ersten insbesondere kleinen Abstand auf. Ist die mindestens eine Klappe geöffnet, weisen zwei unmittelbar benachbarte Messpunkte im Bereich der mindestens einen Klappe einen Sprung in den Distanzwerten auf. Liegen die den Sprung aufweisenden Messpunkte in zwei unmittelbar benachbarten Ortsintervallen, weisen die Fitgeraden einen zweiten insbesondere großen Abstand auf, wobei der zweite Abstand größer ist als der erste Abstand.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels des Distanzsensors die Seitenfläche und/oder die Dachfläche des Kraftfahrzeugs abgetastet wird.
Insbesondere wird anhand der Abtastung der Seitenfläche die Klappenposition mindestens einer Klappe, ausgewählt aus mindestens einer Türe, einem Tankdeckel, und einer Ladeklappe, bewertet. Weiterhin wird insbesondere anhand der Abtastung der Dachfläche die Klappenposition des Kofferraumdeckels und/oder der Motorhaube bewertet.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Bewertungsvorrichtung mit mindestens einem Distanzsensor und einer Steuervorrichtung geschaffen wird. Dabei ist die Bewertungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer oder mehreren der zuvor erläuterten Ausführungsformen eingerichtet. In Zusammenhang mit der Bewertungsvorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung erläutert wurden.
Die Steuervorrichtung ist insbesondere mit dem mindestens einen Distanzsensor wirkverbunden und eingerichtet zu dessen Ansteuerung.
Der mindestens eine Distanzsensor ist insbesondere ein Laser-basierter-Distanzsensor. Vorzugsweise ist der mindestens eine Distanzsensor ein Lidar-Sensor mit mindestens einem Laserstrahl. Alternativ ist vorzugsweise der mindestens eine Distanzsensor ein Lasertriangulations-Sensor.
In einer Ausgestaltung weist die Bewertungsvorrichtung drei Distanzsensoren auf, wobei die drei Distanzsensoren derart angeordnet sind, dass ein erster Distanzsensor eine rechte Seitenfläche des Kraftfahrzeugs, ein zweiter Distanzsensor eine linke Seitenfläche des Kraftfahrzeugs und ein dritter Distanzsensor die Dachfläche des Kraftfahrzeugs abtastet.
Insbesondere ist der mindestens eine Distanzsensor an einem Bewertungsvorrichtungs-Rahmen angeordnet, wobei derart ausgebildet ist, dass das Kraftfahrzeug durch den Bewertungsvorrichtungs-Rahmen hindurch verlagert werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bewertungsvorrichtung eine Fördervorrichtung aufweist. Die Fördervorrichtung ist eingerichtet, um ein Kraftfahrzeug und den mindestens einen Distanzsensor relativ zu einander zu verlagern.
Die Steuervorrichtung ist insbesondere zusätzlich mit der Fördervorrichtung wirkverbunden und eingerichtet zu deren Ansteuerung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Distanzsensor derart angeordnet ist, dass eine Messrichtung des mindestens einen Distanzsensors nahezu horizontal oder nahezu vertikal oder geodätisch schräg nach unten ausgerichtet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden durch die Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bewertungsvorrichtung, und
2 ein Flussdiagramm eine Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bewertungsvorrichtung 1. Die Bewertungsvorrichtung 1 weist mindestens einen Distanzsensor 3 - insbesondere einen ersten Distanzsensor 3.1, einen zweiten Distanzsensor 3.2 und einen dritten Distanzsensor 3.3 - und eine Steuervorrichtung 5 auf.
Der mindestens eine Distanzsensor 3 - insbesondere der erste Distanzsensor 3.1, der zweite Distanzsensor 3.2 und der dritte Distanzsensor 3.3 - ist insbesondere ein Laser-basierter-Distanzsensor 3. Vorzugsweise ist der mindestens eine Distanzsensor 3 - insbesondere der erste Distanzsensor 3.1, der zweite Distanzsensor 3.2 und der dritte Distanzsensor 3.3 - ein Lidar-Sensor mit mindestens einem Laserstrahl oder ein Lasertriangulations-Sensor.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Distanzsensor 3 - insbesondere der erste Distanzsensor 3.1, der zweite Distanzsensor 3.2 und der dritte Distanzsensor 3 3 - an einem Bewertungsvorrichtungs-Rahmen 7 angeordnet. Der Bewertungsvorrichtungs-Rahmen 7 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Kraftfahrzeug durch den Bewertungsvorrichtungs-Rahmen 7 hindurch verlagert werden kann.
Vorzugsweise ist der erste Distanzsensor 3.1 derart ausgerichtet, dass eine erste Beobachtungsrichtung 9.1 des ersten Distanzsensors 3.1 nahezu horizontal ist. Alternativ ist der erste Distanzsensor 3.1 derart ausgerichtet, dass die erste Beobachtungsrichtung 9.1 des ersten Distanzsensors 3.1 und eine horizontale Gerade einen ersten Ausrichtungswinkel einschließen, wobei der erste Ausrichtungswinkel insbesondere derart gewählt wird, dass die erste Beobachtungsrichtung 9.1 zumindest nahezu orthogonal zu einer zu vermessenden Fläche des Kraftfahrzeugs ist. Weiterhin ist der erste Distanzsensor 3.1 insbesondere derart angeordnet, dass mittels des ersten Distanzsensors eine rechte Seitenfläche des Kraftfahrzeugs abgetastet wird.
Vorzugsweise ist der zweite Distanzsensor 3.2 derart ausgerichtet, dass eine zweite Beobachtungsrichtung 9.2 des zweiten Distanzsensors 3.2 nahezu horizontal ist. Alternativ ist der zweite Distanzsensor 3.2 derart ausgerichtet, dass die zweite Beobachtungsrichtung 9.2 des zweiten Distanzsensors 3.2 und eine horizontale Gerade einen zweiten Ausrichtungswinkel einschließen, wobei der zweite Ausrichtungswinkel insbesondere derart gewählt wird, dass die zweite Beobachtungsrichtung 9.2 zumindest nahezu orthogonal zu einer zu vermessenden Fläche des Kraftfahrzeugs ist. Weiterhin ist der zweite Distanzsensor 3.2 insbesondere derart angeordnet, dass mittels des zweiten Distanzsensors eine linke Seitenfläche des Kraftfahrzeugs abgetastet wird.
In einer Ausgestaltung ist der dritte Distanzsensor 3.3 derart ausgerichtet, dass eine dritte Beobachtungsrichtung 9.3 des dritten Distanzsensors 3.3 nahezu vertikal ist. Alternativ ist der dritte Distanzsensor 3.3 derart ausgerichtet, dass die dritte Beobachtungsrichtung 9.3 des dritten Distanzsensors 3.3 und eine vertikale Gerade einen dritten Ausrichtungswinkel einschließen, wobei der dritte Ausrichtungswinkel insbesondere derart gewählt wird, dass die dritte Beobachtungsrichtung 9.3 zumindest nahezu orthogonal zu einer zu vermessenden Fläche des Kraftfahrzeugs ist. Weiterhin ist der dritte Distanzsensor 3.3 insbesondere derart angeordnet, dass mittels des dritten Distanzsensors 3.3 eine Dachfläche des Kraftfahrzeugs abgetastet wird.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der dritte Distanzsensor 3.3 insbesondere derart ausgerichtet, dass eine vierte Beobachtungsrichtung 9.4 des dritten Distanzsensors 3.3 geodätisch schräg nach unten zeigt. Besonders bevorzugt ist der dritte Distanzsensor 3.3 insbesondere derart ausgerichtet, sodass die vierte Beobachtungsrichtung 9.4, insbesondere der Laserstrahl, des dritten Distanzsensors 3.3 nicht auf das Kraftfahrzeug trifft, wenn die mindestens eine Klappe - insbesondere der Tankdeckel und/oder die Ladeklappe - geschlossen ist. Weiterhin ist der dritte Distanzsensor 3.3 insbesondere derart ausgerichtet, sodass die vierte Beobachtungsrichtung 9.4, insbesondere der Laserstrahl, des dritten Distanzsensors 3.3 auf die mindestens eine Klappe des Kraftfahrzeugs trifft, wenn die mindestens eine Klappe - insbesondere der Tankdeckel und/oder die Ladeklappe - offen ist. Weiterhin ist der dritte Distanzsensor 3.3 insbesondere geodätisch oben angeordnet.
Vorzugsweise weist die Bewertungsvorrichtung 1 eine Fördervorrichtung 11 auf. Die Fördervorrichtung 11 ist eingerichtet, um ein Kraftfahrzeug und den mindestens einen Distanzsensor 3 relativ zu einander zu verlagern. Insbesondere ist die Fördervorrichtung 11 als Fließband ausgebildet. Weiterhin ist die Fördervorrichtung eingerichtet, um ein Kraftfahrzeug entgegen einer Abtastrichtung 13 durch den Bewertungsvorrichtungs-Rahmen 7 zu verlagern.
Insbesondere ist die Bewertungsvorrichtung 1 ein Teil einer Fertigungsstraße zur Konstruktion des Kraftfahrzeugs.
Die Steuervorrichtung 5 ist insbesondere mit dem mindestens einen Distanzsensor 3 - insbesondere dem ersten Distanzsensor 3.1, dem zweiten Distanzsensor 3.2 und dem dritten Distanzsensor 3.3 - wirkverbunden und eingerichtet zu dessen Ansteuerung. Zusätzlich ist die Steuervorrichtung 5 vorzugsweise mit der Fördervorrichtung 11 wirkverbunden und eingerichtet zu deren Ansteuerung.
Die Bewertungsvorrichtung 1 ist zur Durchführung eines Verfahrens zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe des Kraftfahrzeugs eingerichtet. Das Verfahren wird in 2 näher erläutert.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Bewertung der Klappenstellung der mindestens einen Klappe des Kraftfahrzeugs.
In einem ersten Schritt a) wird das Kraftfahrzeug zumindest im Bereich der mindestens einen Klappe mittels des Distanzsensors 3 entlang der Abtastrichtung 13 abgetastet. Mittels des Distanzsensors 3 wird zu einer Mehrzahl an Ortspunkten 15 entlang der Abtastrichtung 13 jeweils ein Distanzwert 17 erhalten.
Insbesondere werden in dem ersten Schritt a) das Kraftfahrzeug und der mindestens eine Distanzsensor 3 relativ zueinander mit einem vorbestimmten Vorschub 19 entgegen der Abtastrichtung 13 verlagert.
In einem zweiten Schritt b) wird eine Analyse durchgeführt, indem die Mehrzahl an erhaltenen Distanzwerten 17 analysiert wird. Basierend auf der Analyse wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe bewertet.
Insbesondere wird die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen oder als geschlossen bewertet.
In einem optionalen dritten Schritt c) wird anhand des vorbestimmten Vorschubs 19 eine Position 21 der Mehrzahl an Ortspunkten 15 in einem Analyse-Koordinatensystem bestimmt.
Vorzugsweise wird in einem ersten zweiten Schritt b1) eine Mehrzahl an Messwerten 23 erhalten, indem jeweils ein Ortspunkt 15 der Mehrzahl an Ortspunkten 15, insbesondere eine Position 21 der Mehrzahl an Positionen 21, und ein dem jeweiligen Ortspunkt 15, insbesondere der jeweiligen Position 21, zugeordneter Distanzwert 17 der erhaltenen Distanzwerte 17 einen Messwert 23 bilden. Weiter werden in einem zweiten zweiten Schritt b2) die Mehrzahl an Messwerten 23 nach den zugeordneten Ortspunkten 15, insbesondere den zugeordneten Positionen 21, sortiert und zusammenhängend in Ortsintervallen 25 gruppiert. Anschließend werden in einem dritten zweiten Schritt b3) die Messwerte 23 der Mehrzahl an Ortsintervallen 25 jeweils mittels einer Geraden gefittet, sodass eine Mehrzahl an Fitgeraden 27 erhalten wird. Vorzugsweise werden in einem vierten zweiten Schritt b4) die Mehrzahl an Fitgeraden 27 analysiert. Vorzugsweise wird in dem vierten zweiten Schritt b4) als die Analyse für die Mehrzahl an Fitgeraden 27 jeweils ein Residuum 29 bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird in dem vierten zweiten Schritt b4) als die Analyse ein Winkel 31 zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden 27 bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird in dem vierten zweiten Schritt b4) als die Analyse ein Abstand 33 zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden 27 bestimmt. Anschließend wird in einen fünften zweiten Schritt b5) die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn ein Residuum 29 der Mehrzahl an Residuen 29 größer ist als ein vorbestimmtes Schwellen-Residuum. Alternativ oder zusätzlich wird in dem fünften zweiten Schritt b5) die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Winkel 31 größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Winkel. Alternativ wird in dem fünften zweiten Schritt b5) die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Winkel 31 kleiner ist als der vorbestimmte Schwellen-Winkel. Alternativ oder zusätzlich wird in dem fünften zweiten Schritt b5) die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet, wenn der Abstand 33 größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Abstand.
In einem optionalen vierten Schritt d) wird eine Klappenposition 35 der mindestens einen Klappe in dem Analyse-Koordinatensystem bereitgestellt. Vorzugsweise werden im Rahmen der Analyse in dem zweiten Schritt b) die einem Bereich der örtlichen Klappenposition 35 zugeordneten Distanzwerte 17 analysiert. Insbesondere wird die Mehrzahl an Positionen 21 in dem zweiten Schritt b) genutzt, um die Klappenposition 35 der mindestens einen Klappe in dem Analyse-Koordinatensystem zu bewerten.
In einem optionalen fünften Schritt e) wird, wenn die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, die mindestens eine Klappe manuell - insbesondere von einem Werker - oder automatisch - insbesondere von einem Roboter - geschlossen.
In einem optionalen sechsten Schritt f) wird nach der Bewertung der Klappenstellung der mindestens einen Klappe - insbesondere nachdem die mindestens eine Klappe geschlossen ist - mittels einer Spaltmessanlage eine Spaltmessung an dem Kraftfahrzeug durchgeführt.
In einem optionalen siebten Schritt g) wird zeitlich vor dem ersten Schritt a) eine Aufnahme des Kraftfahrzeugs mittels eines optischen Sensors aufgenommen. Anschließend wird die Aufnahme mit einem CAD-Modell des Kraftfahrzeugs verglichen, wobei eine Ausrichtung 37 des Kraftfahrzeugs in der Fertigungsstraße ermittelt wird. Insbesondere wird die Ausrichtung 37 des Kraftfahrzeugs in der Fertigungsstraße an die Spaltmessanlage übermittelt, um insbesondere die Spaltmessanlage in dem sechsten Schritt f) gemäß der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs einzustellen - insbesondere eine Trajektorie eines Spaltmess-Roboterarms anzupassen.

Claims

Verfahren zur Bewertung einer Klappenstellung mindestens einer Klappe eines Kraftfahrzeugs in einer Fertigungsstraße, wobei - das Kraftfahrzeug zumindest im Bereich der mindestens einen Klappe mittels mindestens eines Distanzsensors (3) entlang einer Abtastrichtung (13) abgetastet wird, wobei - mittels des mindestens einen Distanzsensors (3) zu einer Mehrzahl an Ortspunkten (15) entlang der Abtastrichtung (13) jeweils ein Distanzwert (17) erhalten wird, wobei - eine Analyse durchgeführt wird, indem die Mehrzahl an erhaltenen Distanzwerten (17) analysiert wird, wobei - basierend auf der Analyse die Klappenstellung der mindestens einen Klappe bewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei - das Kraftfahrzeug und der mindestens eine Distanzsensor (3) relativ zueinander mit einem vorbestimmten Vorschub (19) entgegen der Abtastrichtung (13) verlagert werden, wobei - anhand des vorbestimmten Vorschubs (19) eine Position (21) der Mehrzahl an Ortspunkten (15) in einem Analyse-Koordinatensystem bestimmt wird, wobei - eine Klappenposition (35) der mindestens einen Klappe in dem Analyse-Koordinatensystem bereitgestellt wird, wobei - im Rahmen der Analyse die einem Bereich der Klappenposition (35) zugeordneten Distanzwerte (17) analysiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - jeweils ein Ortspunkt (15) der Mehrzahl an Ortspunkten (15) und ein dem jeweiligen Ortspunkt (15) zugeordneter Distanzwert (17) der erhaltenen Distanzwerte (17) einen Messwert (23) bilden, sodass eine Mehrzahl an Messwerten (23) erhalten wird, wobei - die Mehrzahl an Messwerten (23) nach den zugeordneten Ortspunkten (15) sortiert und zusammenhängend in Ortsintervallen (25) gruppiert werden, wobei - die Messwerte (23) der Mehrzahl an Ortsintervallen (25) jeweils mittels einer Geraden gefittet werden, sodass eine Mehrzahl an Fitgeraden (27) erhalten wird, wobei - im Rahmen der Analyse die Mehrzahl an Fitgeraden (27) analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei - als die Analyse für die Mehrzahl an Fitgeraden (27) jeweils ein Residuum (29) bestimmt wird, wobei - die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, wenn ein Residuum (29) der Mehrzahl an Residuen (29) größer ist als ein vorbestimmtes Schwellen-Residuum.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei - als die Analyse ein Winkel (31) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden (27) bestimmt wird, wobei - die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, wenn der Winkel (31) größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Winkel oder - die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, wenn der Winkel (31) kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellen-Winkel.
Verfahren nach einem der Anspruch 3 bis 5, wobei - als die Analyse ein Abstand (33) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Fitgeraden (27) bestimmt wird, wobei - die Klappenstellung der mindestens einen Klappe als offen bewertet wird, wenn der Abstand (33) größer ist als ein vorbestimmter Schwellen-Abstand.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des mindestens einen Distanzsensors (3) eine Seitenfläche und/oder eine Dachfläche des Kraftfahrzeugs abgetastet wird.
Bewertungsvorrichtung (1) mit mindestens einem Distanzsensor (3) und einer Steuervorrichtung (5), wobei die Bewertungsvorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Bewertungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 mit einer Fördervorrichtung (11), wobei die Fördervorrichtung (11) eingerichtet ist, um ein Kraftfahrzeug und den mindestens einen Distanzsensor (3) relativ zu einander zu verlagern.
Bewertungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der mindestens eine Distanzsensor (3) derart angeordnet ist, dass eine Messrichtung (9.1,9.2,9.3,9.4) des mindestens einen Distanzsensors (3) horizontal oder vertikal oder geodätisch schräg nach unten ausgerichtet ist.