KR100276430B1 - Ccd camera based automated visul inspection system and met hod to the rear side specification in an autobody assembly process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CCD 카메라를 이용한 자동차 차체 조립의 후방 사양에 대한 자동 외관 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 차체를 조립생산할 때에 차체의 지붕의 사양과 후방의 좌측 램프 장치와 우측 램프 장치가 자동차 모델에 적합한 사양의 부품으로 조립되었는가를 판별할 수 있도록 하는 방법과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic appearance inspection system and method for the rear specification of a vehicle body assembly using a CCD camera, and more particularly, to the specification of the roof of the vehicle body and the left side lamp device and the right lamp at the rear when the automobile body assembly is produced. A method and apparatus for determining whether a device is assembled into parts of a specification suitable for a car model.
종래에는 작업자에 의하여 장착된 후방램프의 장착부품이 적합한 부품으로 조립이 되었는 가를 수동적으로 판별하고 있었다. 그러나 같은 생산 라인에 여러 종류의 자동차가 조립라인으로 들어 오므로, 부품이 다른 모델의 부품으로 바뀌어 조립되는 일이 가끔 발생된다. 차체 조립 생산 라인에는 많은 차들이 계속적으로 들어오고 있으므로, 작업자가 피로하거나 다른 생각을 함으로 인하여 오조립품이 발견되지 않는 경우가 종종 발생된다. 만약에 오조립품이 있을 경우에는 자동차의 조립이 완료된 후에 최종 검사 공정에서 발견을 하게 된다. 이로 인한 손실은 막대하다. 자동차 전체를 못사용하게 되는 경제적인 손실과, 그동안의 모든 작업이 허사가 된다. 이러한 실수로 인한 손실은 오조립후부터 시작된 인력의 투입과 시간에 대한 손실이 있고, 차체 전체를 사용하지 못하게 되거나 부품을 수선하기 위한 인력과 시간과 부품원가에 막대한 손실이 따른다. 두 번째는 불량율이 높아져서 차체에 대한 품질이 저하된다. 이러한 손실을 막는 방법은 사람에 의하여 불량조립을 막을 수 있도록 주의하는 방법이외에는 없었다.Conventionally, it was manually determined whether the mounting parts of the rear lamps mounted by the operator were assembled into suitable parts. However, as many different cars enter the assembly line on the same production line, parts are sometimes replaced by parts of different models. Since many cars are constantly entering the body assembly production line, it is often the case that an erroneous assembly is not found due to fatigue or other thinking of the operator. If there are any misassemblies, they will be found in the final inspection process after the vehicle has been assembled. The loss is enormous. The economic loss of using the entire car and all the work in the meantime are futile. The loss caused by this mistake is a loss of manpower input and time that has been started since the misassembly, which can lead to the inability to use the entire body or enormous losses in manpower, time and cost of repairing parts. Secondly, the failure rate is higher, which lowers the quality of the car body. The only way to prevent this loss was to be careful to prevent assembly by humans.
따라서 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해소하기 위해 사람에 의하여 발견하고자 하는 불량조립을 컴퓨터와 CCD 카메라를 이용하여 자동으로 발견하는 방법을 제시한다. 컴퓨터와 머신비전(Machine Vision)기술을 이용하여 장착된 후방램프장치 부품이 자동차 모델에 저합한 가를 실시간으로 판별하고, 오조립시에는 경고음을 발하고, 라인을 정지시켜서 차체정비를 할 수 있도록 하고, 바르게 조립이 되었을 경우에는 라인이 진행되도록하는 모든 과정을 자동화시키는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a method for automatically finding a defect assembly to be discovered by a person using a computer and a CCD camera to solve the above problems. Using the computer and machine vision technology, it is possible to determine in real time whether the mounted rear lamp unit is incompatible with the car model, to emit a warning sound when misassembly, and to stop the line for maintenance. In this case, it aims to automate all the processes to make the line progress when assembled correctly.
상기 목적을 달성하기 위하여 검사할 부품의 형상을 컴퓨터에 기억시키고 검사할 차체의 부품의 형상과 비교하여 검사할 차체 모델의 형상과 같으면, 합격을 시키고 다르면 불합격을 시킨다. 차체의 종류가 여럿이면 여러개의 모델에 대하여 각각의 부품의 형상을 기억시켜서 저장한 후에, 검사할 차체가 라인으로 오면 차체 모델에 대한 정보를 먼저 읽고 나서 검사대상의 형상과 기억시킨 모델의 형상을 비교하여 형상이 유사한 가를 판정한다.In order to achieve the above object, the shape of the part to be inspected is stored in a computer and compared with the shape of the part of the body to be inspected, if it is the same as the shape of the body model to be inspected; If there are several types of bodies, the shape of each part is stored and stored for several models.When the body to be inspected comes in line, the information about the body model is read first, and then the shape of the object to be inspected and the shape of the model stored By comparison, it is determined whether the shapes are similar.
본 발명에서는 전체적인 검사시스템의 구성과 체계도를 기술하며, 후방램프장치의 형상을 기억하고 비교하는 기술을 발명에서 다룬다.In the present invention, the configuration and the system diagram of the entire inspection system are described, and the technology for storing and comparing the shape of the rear lamp device is described in the present invention.
도 1은 본 발명에 관한 자동차 차체 사양의 자동 외관 검사 시스템 개요도1 is a schematic view of the automatic appearance inspection system of the vehicle body specification according to the present invention
도 2는 본 발명에 관한 차체 검사 처리 흐름도2 is a vehicle inspection process flow chart according to the present invention.
도 3은 도 2에서의 컨베이어 벨트 정지 차량 정보 해석 방법의 처리 흐름도3 is a process flowchart of the conveyor belt stationary vehicle information analysis method in FIG.
도 4는 도 2에서 지붕 화상 검사 방법의 처리 흐름도4 is a process flowchart of a roof burn inspection method in FIG.
도 5는 도 2에서 후방 화상 검사 방법의 처리 흐름도FIG. 5 is a process flowchart of the rear image inspection method in FIG. 2; FIG.
도 6은 도 2에서 불량 차체 처리 방법의 처리 흐름도FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of processing a bad vehicle body in FIG. 2.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 컨베이어10: conveyor
20 : 검사차량20: inspection vehicle
30 : 컴퓨터30: computer
40 : 센서40: sensor
50 : 화상처리보드50: image processing board
60 ,70 : CCD 카메라60, 70: CCD camera
80 : 태그리더기80: Tag reader
90 : 컨트롤러90: controller
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 관한 자동차 차체 사양의 자동 외관 검사 시스템 개요도이고, 도 2는 본 발명에 관한 차체 검사 처리 흐름도이고, 도 3은 도 2에서의 컨베이어 벨트 정지 차량 정보 해석 방법의 처리 흐름도이고, 도 4는 도 2에서 지붕 화상 검사 방법의 처리 흐름도이고, 도 5는 도 2에서 후방 화상 검사 방법의 처리 흐름도이고, 도 6은 도 2에서 불량 차체 처리 방법의 처리 흐름도이다.1 is a schematic diagram of an automatic appearance inspection system of an automobile body specification according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart of a vehicle body inspection process according to the present invention, FIG. 3 is a flowchart of a conveyor belt stationary vehicle information analysis method of FIG. FIG. 4 is a process flowchart of the roof image inspection method in FIG. 2, FIG. 5 is a process flowchart of the rear image inspection method in FIG. 2, and FIG. 6 is a process flowchart of the bad vehicle body processing method in FIG. 2.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차 차체 사양의 자동 외관 검사 시스템은 컴퓨터시스템(30), 센서(40), 카메라(60)(70), 태그리더기(80), 소프트웨어를(제2도) 사용하여 오조립을 자동으로 발견하는 장치로서, 이 시스템은 크게 두가지로서 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다.As shown in FIG. 1, the automatic appearance inspection system of the vehicle body specification of the present invention includes a
1. 하드웨어 부분의 구성과 기능은 다음과 같다.1. Configuration and function of hardware part are as follows.
도면 부호 10은 컨베이어로 검사 차량을 진입시킨다. 20은 검사차량으로 상기 컨베이어를 타고 이동한다. 30은 컴퓨터로 이는 영상을 해석하고 검사대상이 합격인지 불합격인지를 판정한다. 40은 센서로 자동차 차체의 도착을 알린다. 50은 화상처리보드로 카메라의 화상을 입력하여 형상정보를 기억한다. 60 및 70은 CCD카메라로 자동차 차체의 후방 부위의 화상을 찍는다. 80은 태그리더기로 차체에 붙은 태그의 정보를 읽어서 차체의 모델과 사양정보를 제공한다. 90은 컨트롤러로 차체를 정지시키고, 다시 동작시키며, 경고등을 울리는 기능을 한다.
2. 소프트웨어의 구성과 기능은 다음과 같다.2. The composition and function of the software are as follows.
도 2와 같이 차체 생산 라인에서 Conveyor belt(10)를 타고 검사 장소로 진입하는 차량(20)에 대해서 시스템은 2대의 카메라로 입력되는 특정 검사 부위에 대해 거의 실시간으로 검사를 수행하여 그 결과를 작업자에게 알려준다.As shown in FIG. 2, the
CCD 카메라를 이용한 자동차 차체 조립의 후방 사양에 대한 자동 외관 검사 방법에서, 상기 차체 외관 검사 방법은 차체 생산 라인에서 컨베이어 벨트를 타고 검사 장소로 진입하는 차량에 대하여 비상 정지 신호를 감지(단계 100)하여 비상 정지 되었는가를 검사(단계 200)하여 비상 정지가 되지 않는 경우에는 전단계 100으로 되돌아 가고 비상 정지인 경우에는 센서 신호를 감지(단계 300)하여, 컨베이어 벨트 정지 차량 정보 해석(단계 400)하고, 검사 대상 차량인지를 검사(단계 500)하여 검사 차량이 아닌 경우에는 컨베이어를 구동(단계 1000)시켜 단계 100으로 되돌아 가고 검사 차량인 경우에는 지붕 화상 검사(단계 600)과 후방 화상 검사(700)를 실행하여 불량인지를 검사(단계 800)하여 불량인 경우에는 불량 차체 처리(단계 900)를 행하고 불량이 아닌 경우에는 단계 1000의 컨베이어를 구동시키어 검사를 수행하는 동안 상기 단계 100 내지 단계 1000을 반복 수행한다.In the automatic appearance inspection method for the rear specification of the vehicle body assembly using a CCD camera, the vehicle body exterior inspection method detects an emergency stop signal for a vehicle entering the inspection site by a conveyor belt in the vehicle body production line (step 100). If the emergency stop is not performed (step 200), if the emergency stop does not occur, the process returns to the
본 검사 알고리듬을 도 2 내지 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.This inspection algorithm will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6.
1. 먼저 시스템이 가동되어 검사가 이루어지면 시스템은 차량(20)의 진입 여부를 판단하는 센서 신호를 매 순간 점검한다(도 2의 단계 100 내지 300)1. First, when the system is operated and the inspection is performed, the system checks the sensor signal every moment to determine whether the
2. 검사 차량(20)이 센서(40)에 감지되면 감지 신호는 현장의 PLC와 시스템으로 동시에 전송되는데 이때 PLC는 그 응답으로 conveyor(10)를 정지 시키게 되고 시스템은 실제적인 검사를 시작하게 된다(도 2의 단계 400).2. When the
3. 검사에 필요한 중요 정보 중의 하나인 모델 판별 작업은 차량의 밑부분에 부착되어 있는 Tag를 읽고 해석하는 일로 이루어진다. 이를 위해 Tag reader(RFID)는 Tag에 포함된 정보를 시스템으로 전달하며 시스템은 수신된 정보를 해석하여 그 중 필요 정보(차량의 종류, P/O 번호, 지붕 패널 구멍의 유무정보)를 검사를 수행하는데 이용한다. 그런데 간혹 불량 Tag가 발견되기도 하기 때문에 이에 대비해서 Tag reader가 보내는 정보를 시스템이 즉각적으로 수신하지 못하면 시스템은 Tag reader에게 정보 전송을 재요청하게 된다. 이와 같은 작업을 세차례 더 반복해도 적절한 응답이 없다면 시스템은 Tag불량의 메시지와 함께 부저 및 경고등을 울리게 하여 작업자에게 상황을 검토하게 한다(도 3의 단계 400 내지 403).3. Model identification, one of the important information for inspection, consists of reading and interpreting the tag attached to the bottom of the vehicle. To this end, the Tag reader (RFID) delivers the information contained in the tag to the system, and the system interprets the received information and checks the necessary information (type of vehicle, P / O number, presence of roof panel holes). Used to perform However, since a bad tag is sometimes found, if the system does not immediately receive the information sent by the tag reader, the system re-requests the information transmission from the tag reader. If the operation is repeated three more times, and there is no proper response, the system causes the operator to review the situation by buzzing the alarm with a tag bad message (
4. 도 2에서 Tag에 관한 해석으로 모델이 판명되면 우선 검사대상이 아닌 차에는 검사 없이 다음 라인으로 이송시키고 검사대상의 차체에 대해서는 지붕 패널에 대한 검사부터 시작한다(도 2의 단계 500).4. If the model is found in the analysis of the tag in FIG. 2, first, the vehicle that is not the inspection target is transferred to the next line without inspection, and the inspection starts with the inspection of the roof panel (step 500 of FIG. 2).
5. 카메라로부터 지붕 패널에 대한 영상을 입력 받으면 시스템은 화상내에 미리 지정된 검사 영역(Region Of Interest: ROI)을 탐색하여 등록된 기준 템플리트(Reference Template)와 유사한 부분을 발견하고 그에 따른 각종 검사 결과를 모니터를 통해 표시한다(도 4의 단계 600내지 603).5. When the image of the roof panel is input from the camera, the system searches for a predefined inspection area (ROI) in the image, finds a part similar to the registered reference template, and checks the various inspection results accordingly. Display through a monitor (
6. 이후 차체 후방 램프 부위에 관한 영상을 카메라로 입력받으면 시스템은 일단 좌우 후방 램프 부위와 트렁크 리드(Trunk lid)의 열쇠 구멍(Key hole)부위를 5번과 같은 방법으로 검사하고 이어서 검사 결과로 얻어진 높은 유사도를 가지는 세 부분에 대해 좌램프와 우램프, 좌램프와 열쇠 구멍간의 거리를 계산하여 등록한 임계값내에 해당되는지를 점검한다(도 5의 단계 700 내지 703)6. Then, when the camera receives the image of the rear lamp area, the system checks the left and right rear lamp area and the key hole part of the trunk lid in the same way as in step 5, and then the test result. The distance between the left lamp and the right lamp, the left lamp and the keyhole is calculated for the three parts having the high similarity, and it is checked whether it is within the registered threshold value (
7. 도 2에서 상기 5, 6번의 결과가 모두 각 모델과 관련된 여러 판정 기준에 합당하면 시스템은 최종적으로 합격, 그렇지 않으면 불합격의 결과를 모니터를 통해 나타내고 작업자에게 알려준다.이 경우 만일 불합격으로 판정된 차량이 발견되면 경고등과 부저음을 각각 발생시켜서 작업자들로 하여금 그에 따른 적절한 조치를 하게 한후 Reset 스위치를 눌러 검사를 재개하도록 한다(도 6의 단계 900 내지 903).7. In Fig. 2, if the above 5 and 6 results meet various criteria related to each model, the system finally displays the result of the pass, otherwise fail, on the monitor and informs the operator. If a vehicle is found, a warning light and a buzzer are generated respectively so that the workers can take appropriate action accordingly, and then press the reset switch to restart the inspection (
이상과 같이 본 발명의 자동 외관 검사 시스템은 자동차 차체의 조립 생산 라인의 중간 공정에 투입을 하면 사전에 모든 오조립을 방지할 수 있게 된다. 이러한 오조립 방지의 효과는 크게 다음 두가지가 된다.As described above, when the automatic appearance inspection system of the present invention is put into the intermediate process of the assembly production line of the vehicle body, all misassembly can be prevented in advance. The effect of preventing such misassembly is largely as follows.
첫째, 품질면에서 자동차의 품질을 제고시켜 경쟁력을 높인다.First, it improves the quality of automobiles in terms of quality, thereby enhancing its competitiveness.
자동차는 20,000여개의 부품의 조립으로 만들어지기 때문에 이중에 불량 발생을 최소화하기 위해서는 각 공정에서 0.0005%정도까지 불량율을 제거하는 것이 자동차 생산기술의 목표이다. 이러한 목표 달성을 위해서는 본 발명품과 같이 조립공정의 중간에 검사 시스템을 투입하여 불량품을 100% 발견할 수 있는 시스템이 가동되어야 외국과의 경쟁할 수 있는 제품을 만들 수 있게 된다.Since automobiles are made by assembling 20,000 parts, the goal of automobile production technology is to eliminate defect rate by 0.0005% in each process to minimize defects. In order to achieve this goal, the inspection system is put in the middle of the assembly process as in the present invention, so that a system capable of detecting 100% of defective products must be operated to make a product that can compete with foreign countries.
두번째, 조립으로 인한 인력과 경제적 손실을 방지한다.Second, to prevent manpower and economic losses due to assembly.
자동차의 오조립이 발견이 최종 검사공정에서 발견되면, 차량 전체가 폐품이 될 수가 있다. 따라서 자동차를 조립하는데 투입된 그동안의 모든 인력과 시간이 허사로 돌아가고, 자동차 자체에 대한 물질적인 손실을 입게 되어, 자동차의 생산원가에 피해를 입힌다. 이러한 사례가 종종 일어나기 때문에 본 시스템의 사용으로 말미암아 손실을 방지할 수 있는 유효한 발명인 것이다.If the misassembly of a vehicle is found in the final inspection process, the entire vehicle may become a waste. Therefore, all the manpower and time spent in assembling the car will be lost, and material loss will be caused to the car itself, causing damage to the production cost of the car. Since these cases often occur, the use of this system is an effective invention that can prevent losses.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20090901 Year of fee payment: 10 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |