TW202134098A - 用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法及量測隧道 - Google Patents

用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法及量測隧道 Download PDF

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西班牙商艾茵斯系統有限責任公司
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Abstract

本文揭示一種能夠藉由一量測隧道量測車輛零件之間隙及齊平度之方法。該方法能夠判定一車輛之兩個相鄰零件之端或邊緣之3D座標。該量測隧道(1)包括若干視訊攝影機(2)、LED (22)、一輸送機(8)、量測該車輛(7)之移動之一位置編碼器(9)；量測該量測隧道結構(12)之固定點之一全站儀(11)；一校準棋盤(3)及一校準圖案(4)；用於儲存由該等視訊攝影機拍攝之影像、該等車輛之電腦輔助設計檔案及一邊緣偵測演算法之處理及儲存構件(10)。

Description

用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法及量測隧道
本發明所屬之技術領域係量測裝置及應用於車輛表面而不與車輛表面接觸之方法之領域。
當前，被稱為「間隙&齊平度」之量測系統係通常使用具有一整合3D感測器之機器人以執行量測(主要對最後裝配執行)之自動系統。存在具有固定感測器之系統，但此等系統缺乏精確度。亦存在人工系統，其中具有一可攜式裝置之一操作者將量計定位於待量測之車體之點上以使量計以一振盪方式移動以量測齊平度。
需要操作者之系統較為緩慢，因為一單一操作者必須自車輛之一側移動至另一側且另外，將量測裝置定位於車輛上會影響車輛之塗料。
相對於基於機器人之量測系統，此等系統具有若干缺點，諸如：此等系統歸因於機器人之高成本、安全性等等而安裝起來較為昂貴；此等系統難以針對並非機器人專家之使用者構形，如同通常針對執行最後裝配之操作者之情況；此等系統具有一高維護成本；此等系統不足夠適應於改變，因為當添加或消除新點時，機器人必須重新程式化；待量測區段之數目有限，換言之，存在一最大數目個可能區段，因為存在對機器人之速度之一強相依性，其具有一實體限制。
因此，期望找到針對計算構成一車輛之零件之間隙及齊平度之問題之一種完全自動解決方案。
本發明之目的係一種用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法及具有量測車輛零件之間隙及齊平度必需之構件之量測隧道。
本發明之目標係藉由該方法使量測不同車輛零件相對於包圍該等車輛零件之車輛零件之間隙及齊平度之程序自動化。例如，一車門具有必須與包圍該門之車輛之零件(諸如其他門、擋泥板等等)齊平之一周邊邊緣。另外，該門必須具有位於一非常窄邊際內之一特定間隙使得該門適當地打開及閉合。
本發明揭示一種用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法及用於之量測車輛零件中之間隙及齊平度之量測隧道。
在本發明之一第一態樣中，揭示用於量測車輛零件之間隙及齊平度之該量測隧道。該量測隧道包括：視訊攝影機，其用於拍攝一車輛之影像；一輸送機，其使該車輛線性移動且縱向通過該量測隧道；一位置編碼器，其量測該車輛之移動；一全站儀，其在3D中以精確度量測該量測隧道結構之固定點；一校準圖案位於其上之一校準棋盤；至少兩個與該等視訊攝影機同步之燈；及處理及儲存構件，其儲存至少由該等視訊攝影機拍攝之影像、該等車輛之電腦輔助設計-CAD-檔案及一邊緣偵測演算法。另外，該等處理及儲存構件連接至該等燈、該等視訊攝影機、該輸送機及該位置編碼器。最終，該等處理及儲存構件經調適以執行下文在本發明之第二態樣中界定之用於量測車輛零件之間隙及齊平度之方法之步驟。
必須注意位置編碼器係一脈衝產生器，其連接至使該輸送機移動之一馬達之軸且當該馬達旋轉時產生脈衝。在本發明中，當該等脈衝轉換為長度之量測時，該位置編碼器用於在車輛之整個運輸過程中量測該車輛之進距。
在該量測隧道之一實施例中，該校準圖案由交錯排列配置之方格形成。另外，該校準圖案包括一資料矩陣碼及一基準標記。該資料矩陣碼及該基準標記含有與該校準圖案(諸如列及行之數目、中心方格之位置、方格之大小、方格色彩等等)有關之資訊。較佳地，該等方格係黑白的，因為當判定方格之連接點時，其等具有一更大對比度。
在該量測隧道之另一實施例中，該量測隧道額外包括一倒U形支撐結構及一前支撐結構以支撐用於查看該量測隧道內部之該等燈及該等攝影機。用於該等燈及視訊攝影機之此等支撐件具有以一此等支撐件可完全掃描位於該量測隧道內部之該車輛之方式放置該等視訊攝影機之優點。
在該量測隧道之另一實施例中，該等燈具有400 mm之一最小長度。另外或視情況，該等燈具有LED技術。
在本發明之一第二態樣中，揭示與本發明之第一態樣之該量測隧道相關聯之用於量測車輛零件之間隙及齊平度之該方法。用於量測車輛零件之間隙及齊平度之該方法包括以下步驟： ●藉由計算該等視訊攝影機之該等內在參數及外在參數而校準包括於該量測隧道中之該等視訊攝影機； ●針對該量測隧道構建一共同參考系統-SCE-且將該等視訊攝影機鏈接至該共同參考系統-SCE-； ●基於該共同參考系統-SCE-藉由該車輛之至少四個參考點之立體視覺計算3D座標以獲得各參考點之X, Y, Z座標； ●基於來自一電腦輔助設計-CAD-檔案之一車輛參考系統-SCV-及該等三維車輛量測計算各參考點之X, Y, Z座標； ●從反射出該車輛之零件之光且無法在該等車輛零件之間的一間隙中反射光之至少兩個燈與該等視訊攝影機同步射出光束，使得缺乏光反射被侷限於有反射光之邊緣之間； ●藉由該等視訊攝影機拍攝缺乏一反射之該等車輛零件之至少兩個同步2D影像，其中各同步2D影像之一識別符-ID-與該車輛相對於該量測隧道之空間位置相關聯，且基於該共同參考系統-SCE-應用計算各邊緣以及該識別符-ID-之X, Y座標之一邊緣偵測演算法； ●使該等同步2D影像與3D影像組合，其中該等3D影像中之該等邊緣具有鏈接至該共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標； ●使用以下方程式計算鏈接至該車輛參考系統-SCV-之該等3D影像中之該等邊緣之X, Y, Z座標： SCV =逆(MR) × SCE 其中SCV係界定鏈接至該車輛參考系統-SCV-之X, Y, Z座標之一矩陣；SCE係界定鏈接至該共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標之一矩陣；且MR係兩個參考系統之間的關係矩陣且界定自一參考系統至另一參考系統必需之平移、旋轉及縮放； ●將該等車輛零件之一齊平度及間隙計算為鏈接至該車輛參考系統-SCV-之座標X, Y, Z上之該等邊緣之間的該間隙距離。
若將量測自一車輛之前門至該車輛之對應擋泥板之距離，則此之一實例存在由當由燈照明時反射光之該門之最後點判定之一「區段」(線)，該最後點將係該區段之一邊緣，且就當由燈照明時反射光之該擋泥板之該最後點而言，其將係該區段之另一邊緣。該等邊緣之間的該零件不反射光且表示該等車輛零件(門及擋泥板)之間的三維(間隙及齊平度)中之距離。
該等視訊攝影機之校準步驟中所描述之視訊攝影機之校準程序涉及牽涉計算該等內在參數及外在參數。為計算該等內在參數，實施以下子步驟： ●拍攝包括至少該資料矩陣碼及該基準標記之該校準棋盤之至少兩個影像； ●解碼該資料矩陣碼以獲得該方格之大小、該校準棋盤之列之數目及行之數目； ●基於該資料矩陣碼判定該校準棋盤之該中心方格； ●自該中心方格開始計算該等方格之所有連接； ●基於該等方格之該等連接、包括於該等視訊攝影機中之該光學器件之大小及該視訊攝影機之CCD之單元大小計算該光學中心、該焦距、輻射畸變差之至少六個參數(K1至K6)及正切畸變差之至少兩個參數(P1, P2)。
另外，為計算該等外在參數，用於量測一車輛之間隙及齊平度之該方法包括以下子步驟： ●將該校準棋盤放置於該量測隧道內部位於其中該校準棋盤由至少一視訊攝影機可見之一位置中； ●由該全站儀藉由以下進行該校準棋盤之一量測： ○藉由該全站儀量測該量測隧道結構上之四個固定點； ○迭代地定位該全站儀以獲得相對於輸送車輛通過該檢測隧道之內部之一車輛輸送機之該共同參考系統-SCE-； ○使用該共同參考系統-SCE-中之該全站儀量測位於該校準棋盤上之至少12個輔助點； ●使用剛性本體之估計及變換來計算該共同參考系統-SCE-與該校準棋盤之間的關係； ●由各視訊攝影機保存該校準棋盤之至少一影像； ●計算各視訊攝影機之一區域座標系統及計算該區域座標系統至該共同參考系統-SCE-之該變換。
一旦校準該等視訊攝影機且構建該共同參考系統-SCE-，即將該等視訊攝影機鏈接至該共同參考系統-SCE-，下一步驟係基於該共同參考系統-SCE-由一車輛之四個參考點之立體視覺計算該等3D座標以獲得各參考點之X, Y, Z座標。為藉由一車輛之該四個參考點之立體視覺計算該等3D座標，實施以下步驟： ●在該車輛之每側選擇具有視覺接取將量測之該四個參考點之兩個視訊攝影機； ●考量該輸送機上之該車輛相對於該量測隧道之同步移動來選擇在該車輛上計算之該等參考點。
視情況且除該兩個先前步驟之外，可產生辨識圖案以藉由一向量搜尋演算法辨識後續類似車輛。
下文相對於圖描述本發明之一實施例。
圖1展示用於量測一車體之任何兩個點之間的間隙及齊平度之本發明之量測隧道1。圖1展示量測隧道1及其內部之輸送機8上之車架7。輸送機8使車輛7移動通過量測隧道1之內部。量測隧道1主要由全部(2、22)由倒U形支撐結構5及亦由前支撐結構6支撐之視訊攝影機2及其附近之LED燈22組成。另外，量測隧道1具有車輛輸送機8、位置編碼器9及處理及儲存構件10。處理及儲存構件10係經構形以執行本發明中所描述之方法之步驟以及用於與組成量測隧道之其他元件互連之處理器及記憶體。另外，位置編碼器9允許量測隧道1始終知道車輛之位置。此允許拍攝同步影像，如下文所描述。
在開始量測車輛零件之間的3D中之距離之程序之前，必須校準視訊攝影機2。視訊攝影機2之校準由計算視訊攝影機之內在參數及外在參數組成。
為計算內在參數，將一校準棋盤3放置於量測隧道1內部，如圖2中所展示。其形式展示於圖3中之校準圖案4位於校準棋盤3之表面上。校準圖案4由類似於一棋盤之交錯排列中交替之黑白方格4c組成。校準圖案4包括配置於不同白色方格上之資料矩陣碼4a及基準標記4b。處理及儲存構件10實施以下步驟以計算內在參數：處理及儲存構件10藉由視訊攝影機2拍攝具有校準圖案4之校準棋盤3之至少兩個影像；處理及儲存構件10解碼資料矩陣碼4a以獲得方格4c之大小、中心方格4d、校準棋盤3之列之數目及行之數目。使用先前資訊，處理及儲存構件10基於中心方格計算方格之所有連接，且使用方格之連接、包括於視訊攝影機中之光學器件之大小及攝影機之CCD單元之大小，處理及儲存構件10計算係以下之內在參數：光學中心、焦距、至少六個輻射畸變差參數(K1至K6)及至少兩個正切畸變差參數(P1, P2)。
相對於外在參數，除使用校準棋盤3之外，全站儀11如圖4中所展示使用。首先，校準棋盤3位於其中校準棋盤3由至少一視訊攝影機2可見之一位置中之量測隧道1內部。接著，校準棋盤3之一量測由全站儀11進行。此隱含產生一共同參考系統-SCE- 15，為此由全站儀11在量測隧道結構1之四個點及位於校準棋盤3上之12個點進行迭代量測。換言之，量測隧道1之相同四個點及位於校準棋盤3上之12個點自全站儀11相對於量測隧道1之不同位置量測。較佳地，不同位置係一車輛將透過輸送機8移動之位置。換言之，由量測隧道1之四個固定點12與位於校準棋盤3上之12個點進行之量測之間的關係允許產生一共同參考系統-SCE- 15。一旦界定共同參考系統-SCE- 15，各視訊攝影機2即必須相對於共同參考系統-SCE- 15鏈接以稍後能夠判定一車輛零件之一邊緣之3D座標。為此，首先必須藉由剛性本體之變換及估計來計算共同參考系統-SCE-與校準棋盤之間的關係。接著，保存由各視訊攝影機2拍攝之校準棋盤3之至少一影像，計算各視訊攝影機2之區域座標系統且最後，計算區域座標系統至共同參考系統-SCE-之變換。
一旦視訊攝影機2校準且構建共同參考系統-SCE- 16，即將視訊攝影機鏈接至共同參考系統-SCE- 16，應用由基於共同參考系統-SCE-而由車輛之四個參考點15的立體視覺計算3D座標藉此獲得各參考點之X, Y, Z座標組成之以下步驟，如圖5及圖6中所展示。如圖5中所展示，在車輛7之各側上，兩個視訊攝影機2拍攝參考點15之影像且獲得參考點15相對於共同參考系統-SCE- 16之3D座標。因此，獲得兩個參考點15之3D座標，一者用於車輛之各側。同時或依序，計算一者位於車輛之各側上之另兩個參考點15之3D座標。若存在可拍攝另兩個參考點15之影像或藉由輸送機8使車輛7依序移動直至兩個視訊攝影機2可接取另兩個參考點15之視訊攝影機2，則此可同時執行。參考點15之3D座標具有一校正因數以當依序執行時消除移動，其由位於輸送機8中之位置編碼器9獲知。為避免必須針對待在量測隧道1中檢測之後續類似車輛重複針對圖5及圖6描述之步驟，處理及儲存構件10可透過一對比度向量搜尋演算法產生辨識圖案。
一旦計算車輛7之四個參考點16相對於共同參考系統-SCE- 16之3D座標，即可能建立車輛之四個參考點15相對於共同參考系統-SCE- 16之3D座標與車輛之該等相同四個參考點15相對於車輛參考系統-SCV- 17之3D座標之間的一對應性(圖7)以將四個參考點定位於含有圖3D中之車輛之量測/座標之一電腦輔助設計-CAD-檔案中，如圖6中所展示。換言之，對應性建立於由視訊攝影機計算之參考點15之各者與自CAD檔案提取之相同參考點15之間。
接著，透過表面之一掃描25 (圖9)分析車輛7表面以偵測待量測(圖8)之間隙區域(或區段) 23。具體而言，本發明之方法計算產生於車輛之不同相鄰零件之間的不連續性邊緣24 (圖9)之3D座標。為此，光束由燈22射出，其與視訊攝影機2同步。光束產生構成車輛之零件之光反射及該等車輛零件之間的間隙(圖9及圖10中之邊緣24之間的空間)中之黑暗(無光反射之存在–參閱詳細放大圖10)。
為此，車輛7之若干同步2D影像20由視訊攝影機拍攝(圖10)。所謂的2D影像「同步」係因為對於各「同步」影像，影像之識別符-ID-、視訊攝影機之空間位置與車輛之空間位置之間存在一直接關係，因為車輛位於輸送機8上，其與量測隧道1之空間關係由位置編碼器9獲知。如圖10中所展示，一邊緣偵測演算法應用於各同步2D影像20，處理及儲存構件可基於共同參考系統-SCE-而使用該演算法計算各邊緣24之X,Y座標18、使X,Y座標與識別符-ID-相關聯及儲存X,Y座標以用於進一步處理。
一旦已拍攝邊緣18之若干同步2D影像20 (至少兩個)，即使同步2D影像與3D影像21組合以獲得3D影像，其中3D影像中之邊緣具有鏈接至共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標19。由於吾人計算兩個車輛零件之間的距離(意謂車輛自身之邊緣24之間的距離)，因此由以下方程式計算共同參考系統-SCE-之3D影像之邊緣之X, Y, Z座標至車輛參考系統-SCV-之一變換： SCV =逆(MR) × SCE 其中SCV係界定鏈接至車輛參考系統-SCV-之X, Y, Z座標之一矩陣；SCE係界定鏈接至共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標之一矩陣；MR係界定自SCV參考系統至SCE參考系統必需之平移、旋轉及縮放之關係矩陣。藉此，在鏈接至車輛參考系統-SCV-之一3D影像中獲得車輛7之塗料上獲得邊緣19之3D座標(X, Y, Z)。
1:量測隧道 2:視訊攝影機 3:校準棋盤 4:校準圖案 4a:資料矩陣碼 4b:基準標記 4c:方格 4d:中心方格 5:倒U形支撐結構 6:前支撐結構 7:車輛 8:車輛輸送機 9:位置編碼器 10:處理及儲存構件 11:全測站儀 12:固定點 15:車輛參考點 16:共同參考系統(SCE) 17:車輛參考系統(SCV) 18:X,Y座標/邊緣 19:X,Y,Z座標/邊緣 20:二維(2D)同步影像 21:三維(3D)影像 22:發光二極體(LED)燈 23:間隙區域/區段 24:邊緣 25:掃描
圖1展示用於量測車輛零件之間隙及齊平度之量測隧道及量測隧道內部之一車輛。 圖2展示本發明之量測隧道，其中校準棋盤位於底部上。 圖3展示由校準棋盤之校準圖案。 圖4展示採用量測隧道之四個固定點之3D座標之全站儀。 圖5展示藉由視訊攝影機之車輛之四個參考點之計算。 圖6展示展示四個參考點之一透視圖。 圖7展示共同參考系統SCE及車輛參考系統SCV。 圖8展示其兩個零件之間的間隙及齊平度待量測之一車輛。 圖9展示一車輛之兩個零件之表面之一掃掠及界定於兩個邊緣之間的該表面中之一不連續性。 圖10展示一車輛之兩個零件之間的一不連續性之一2D影像及由邊緣之X, Y座標之2D中之邊緣之位置。 圖11展示一車輛之兩個零件之間的一不連續性之一3D影像及由邊緣之X, Y, Z座標之3D中之邊緣之位置。
1:量測隧道
2:視訊攝影機
5:倒U形支撐結構
6:前支撐結構
7:車輛
8:車輛輸送機
9:位置編碼器
10:處理及儲存構件
22:發光二極體(LED)燈

Claims (7)

  1. 一種用於藉由一量測隧道量測車輛零件之間隙及齊平度之方法，其特徵在於其包括以下步驟： 藉由計算視訊攝影機之內在參數及外在參數而校準包括於該量測隧道中之該等視訊攝影機； 針對該量測隧道構建一共同參考系統-SCE-且將該等視訊攝影機鏈接至該共同參考系統-SCE-； 基於該共同參考系統-SCE-藉由一車輛之至少四個參考點之立體視覺計算3D座標以獲得各參考點之X, Y, Z座標； 基於來自一電腦輔助設計-CAD-檔案之一車輛參考系統-SCV-及該等三維車輛量測計算各參考點之X, Y, Z座標； 從反射出該車輛之零件之光且無法在該等車輛零件之間的一間隙中反射光之至少兩個燈與該等視訊攝影機同步射出光束，使得缺乏光反射被侷限於有反射光之邊緣之間； 藉由該等視訊攝影機拍攝缺乏一反射之該等車輛零件之至少兩個同步2D影像，其中各同步2D影像之一識別符-ID-與該車輛相對於該量測隧道之空間位置相關聯，且基於該共同參考系統-SCE-應用計算各邊緣以及該識別符-ID-之X, Y座標之一邊緣偵測演算法； 使該等同步2D影像與3D影像組合，其中該等3D影像中之該等邊緣具有鏈接至該共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標； 使用以下方程式計算鏈接至該車輛參考系統-SCV-之該等3D影像中之該等邊緣之X, Y, Z座標： SCV =逆(MR) × SCE 其中SCV係界定鏈接至該車輛參考系統-SCV-之X, Y, Z座標之一矩陣；MR係該關係矩陣且SCE係界定鏈接至該共同參考系統-SCE-之X, Y, Z座標之一矩陣； 將該等車輛零件之一齊平度及間隙計算為鏈接至該車輛參考系統-SCV-之座標X, Y, Z上之該等邊緣之間的該間隙距離。
  2. 如請求項1之用於藉由一量測隧道量測車輛零件之間隙及齊平度之方法，其中校準該等視訊攝影機之步驟額外包括用於計算該等內在參數之以下子步驟： 拍攝包括至少一資料矩陣碼及一基準標記之一校準棋盤之至少兩個影像； 解碼該資料矩陣碼以獲得該校準棋盤之方格之一大小、列之一數目及行之一數目； 基於該資料矩陣碼判定該校準棋盤之一中心方格； 自該中心方格開始計算該等方格之所有連接； 基於該等方格之該等連接、包括於該等視訊攝影機中之該等光學器件之大小及該視訊攝影機之CCD之單元大小計算一光學中心、一焦距、輻射畸變差之至少六個參數(K1至K6)及正切畸變差之至少兩個參數(P1, P2)。
  3. 如請求項1之用於藉由量測隧道量測車輛零件之間隙及齊平度之方法，其中校準該等視訊攝影機之步驟額外包括用於計算該等外在參數之以下子步驟： 將一校準棋盤放置於該量測隧道內部位在其中該校準棋盤由至少一視訊攝影機可見之一位置中； 藉由以下由一全站儀進行一校準棋盤之一量測： 藉由該全站儀量測量測隧道結構上之四個固定點； 迭代地定位該全站儀以獲得相對於輸送車輛通過該檢測隧道之內部之一車輛輸送機之該共同參考系統-SCE-； 使用該共同參考系統-SCE-中之該全站儀量測位於該校準棋盤上之至少12個輔助點； 使用剛性本體之估計及變換來計算該共同參考系統-SCE-與該校準棋盤之間的關係； 由各視訊攝影機保存該校準棋盤之至少一影像； 計算各視訊攝影機之一區域座標系統及計算該區域座標系統至該共同參考系統-SCE-之該變換。
  4. 如請求項1之用於藉由量測隧道量測車輛零件之間隙及齊平度之方法，其中藉由立體視覺計算3D座標之步驟額外包括以下子步驟： 在該車輛之每側選擇具有視覺接取將量測之該四個參考點之兩個視訊攝影機； 考量一輸送機上之該車輛相對於該量測隧道之同步移動來選擇在該車輛上計算之該等參考點； 藉由一對比度向量搜尋演算法產生辨識圖案以辨識後續類似車輛。
  5. 一種用於量測車輛零件之間隙及齊平度之量測隧道，其中該量測隧道(1)之特徵在於其包括： 視訊攝影機(2)，其用於拍攝一車輛(7)之影像； 一輸送機(8)，其使該車輛(7)線性移動且縱向通過該量測隧道(1)； 一位置編碼器(9)，其量測該車輛移動(7)； 一全站儀(11)，其量測該量測隧道結構(12)之固定點； 一校準棋盤(3)，一校準圖案(4)位於其上； 至少兩個燈(22)，其等與該等視訊攝影機(2)同步； 處理及儲存構件(10)，其儲存至少由該等視訊攝影機拍攝之影像、車輛之電腦輔助設計-CAD-檔案及一邊緣偵測演算法；其連接至該等燈(22)、視訊攝影機(2)、輸送機(8)及位置編碼器(9)；且其中該等處理及儲存構件經調適以執行如請求項1至4中任一項之方法之步驟。
  6. 如請求項5之用於量測車輛零件之間隙及齊平度之量測隧道，其中該校準圖案(4)由交錯排列配置之方格(4c)形成；且其中該校準圖案額外包括一資料矩陣碼(4a)及一基準標記(4b)。
  7. 如請求項5之用於量測車輛零件之間隙及齊平度之量測隧道，其中該量測隧道(1)額外包括一倒U形支撐結構(5)及一前支撐結構(6)以支撐該量測隧道(1)內部之該視覺攝影機(2)及該等燈(22)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2041151T3 (es) * 1989-03-28 1993-11-01 Renault Automation Dispositivo de ensamblaje de carrocerias con utillajes laterales interlocalizables.
DE19910699B4 (de) * 1999-03-10 2006-04-27 Inos Automationssoftware Gmbh Anordnung zum Messen der Breite eines Spalts, Spaltmessanordnung und Messverfahren
BR0016748B1 (pt) * 1999-12-28 2009-01-13 mÉtodo de organizaÇço de linha de montagem e mÉtodo e linha de montagem de uma pluralidade de tipos de chassis de veÍculo.
US6971175B2 (en) * 2003-05-05 2005-12-06 Utica Enterprises, Inc. Assembly line and method for vehicle body manufacturing
JP4974489B2 (ja) * 2005-07-27 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 組付け精度計測システム
FR2922639B1 (fr) * 2007-10-23 2009-12-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de mesure de jeu et d'affleurement entre des pieces fixees sur un ensemble en l'absence de l'une d'elles
FR2928453B1 (fr) * 2008-03-06 2011-01-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de mesure de jeux et d'affleurements et procede correspondant
FR2941043B1 (fr) 2009-01-14 2010-12-31 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de mesure de jeux et affleurements
US8872897B2 (en) * 2011-05-11 2014-10-28 Intel Corporation Camera calibration using an easily produced 3D calibration pattern
EP2530647A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-05 Harman Becker Automotive Systems GmbH Method of calibrating a vehicle vision system and vehicle vision system
CN103685936A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 宽视场摄像机图像的校准和扭曲恢复
KR102359925B1 (ko) * 2017-07-12 2022-02-07 현대자동차 주식회사 자동차 조립라인의 차체 트랙킹 장치 및 방법
CN107765257A (zh) * 2017-11-16 2018-03-06 深圳市唯特视科技有限公司 一种基于反射强度辅助外部校准的激光探测与测量方法

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