专利名称：用于在喷漆之前监视施加到机动车车身上的底漆层的质量的方法
用于在喷漆之前监视施加到机动车车身上的底漆层的质量的方法本发明涉及用于在喷漆(上釉)之前监视施加到机动车车身上的底漆层的质量的方法。特别是，本发明关心包括提供用于照射被将被监视的表面的光源以及用于检查被照射的表面的至少一个摄像机，以及处理在来自摄像机的输出的信号以获取底漆层的质量的信息的类型的方法。上面指定的类型的一种方法从例如文件KR 20090053079已知。施加在机动车车身上的底漆层可表现出不同类型的缺陷，其在施加了釉之后，可引起不同的缺陷。第一类缺陷引起被喷漆的车身的颜色的变化，其可呈现不同的外观:不均匀的亮度、晕圈(halos)、瑕疵(stains)或者阴影、发光部分、缺漆部位。其它类型的缺陷引起不均勻的表面(橘子皮效果、条纹)或者漆的累积(漆的渗散(running of paint))。但是，底漆层的缺陷的主要类别由具有不同的形式(杂质、起泡、凹陷、脱泡(degassing)、剥落(flaking)、针孔(pin-holing)、形成条纹(streaking)、擦伤、空隙(porosities)、污损(blurring)、气泡(bubbles))的局部化的类型的缺陷(“点缺陷”)组成。根据本发明的方法主要地指向监视后者类型的缺陷。本发明的目的是提供可以相对简单和成本低的方式实施的方法，其将保证在监视的操作中的高精度，并且其将使得能够以非常低的处理时间获得要获得的期望的结果。为了获得所述结果，本发明关注一种方法，其表现出开始处已经提及的特征，并且进一步的特征:
在于提供操作者机器人，其带有监视头部，包括前述光源以及前述摄像机，所述光源和所述摄像机被维持在相对于彼此的固定的位置；
在于所述机器人被控制用于在移动的主方向上相对于被监视的表面移动光源和摄像机，以及根据与被监视的表面平行的路径，以移动的所述路径沿着对应于所述表面的轮廓这样的方式，保持光源和摄像机的每个在离所述表面固定的距离；
在于所述光源由LED源的阵列构成，其被设计成发射光束到被监视的表面上，从而获得上述表面上的照射的均匀的亮度；
在于所述摄像机被以通过反射采集由被监视的表面的被照射的区域的图像的方式相对于所述光源而安置和定位；
在前述处理步骤包括:
-将被监视的区域分成子区域的阵列；以及 -在所有的子区域上同时执行同样的处理程序，
并且在于对每个子区域，被执行的处理程序包括:
-识别具有低于阈值水平的光强的每个子区域的部位作为底漆层的可能的缺陷；
-拒绝具有小于最小阈值面积或者大于最大阈值面积的大小的可能的缺陷，
-拒绝和子区域的边缘的距离小于阈值长度的长度的可能的缺陷；以及-识别在前述操作之后没有被拒绝的可能的缺陷作为确认的缺陷，并且，根据缺陷的面积将每个确认的缺陷分类为轻微缺陷、中等缺陷或者严重缺陷。
现在将参考附图描述本发明，其完全以非限定性的例子的方式被提供，并且其中:
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图1是在产品线上的监视机动车体上施加的底漆层的质量的操作台的示意透视图； -图2是示意透视图，其示出了用于实施根据本发明的方法的系统的关键部件；
-图3是用于根据本发明的方法中的组成光源的LED源的阵列:
-图4和5是说明了根据本发明的方法的框 -图6说明了示出了根据本发明的优选实施例的方法的细节的进一步的框图；以及 -图7A、7B和8A、8B是以根据本发明的方法分析的缺陷的示意性代表。在图1中，参考编号I指示为整个产品线，其在附图中只是示意性地被说明，沿着其推进机动车车体2，其上已经施加了底漆层，为了喷漆操作准备。参考编号3指示监视底漆层的质量的操作台，包括一对任何已知类型的多轴操作者机器人4，其被预设在线I的两侦牝用于同时分析在每个车身2的表面的左手半部分和右手半部分的分析。每个机器人4具有其末端腕关节，其带有监视头5，用于执行根据本发明的方法。如图2中所示意性地说明的，监视头5包括光源6和摄像机7，其通过具有任何已知的类型的附加装置9 (没有示出)的支撑架8被支撑在相对于彼此的预设的固定位置，用于对各个机器人4的腕关节的快速连接。根据本发明，每个机器人4的电子控制单元在车体2的沿着线I的前进A的方向传送监视头5，其前进的速度比车体2的前进速度更大，从而在监视头5和每个车体2之间创建相对运动，足以在车身的整个表面实施扫描，最好不需要在监视操作台3停止车身。在以方向A前进的过程中，监视头也被在和方向A正交的方向上移动，以光源6和摄像机7都保持离表面S相同的距离不变的方式，使`得其沿着对应于被监视的表面S的轮廓的路径T。参考图3，光源6包括LED源60的有序阵列，其引起被准直的光束61，其以在所述区域I的所有点中基本均匀的光亮度照射表面S的区域I。摄像机7是任何已知的传统的和标准类型的CCD摄像机，用于检测被表面S反射的被照射区域I的图像。为此目的，源6和摄像机7的定向当然是使得保证最大光学效率，源6的光轴最好相对于被监视的表面S倾斜在20°到30°之间的角度，而摄像机7也被倾斜使得以对应角度相对于表面自身镜对称(specular)。来自摄像机7的输出的信号被发送到电子处理单元E。参考图7，为了尽可能减少处理时间，根据本发明的方法设想被照射的区域I(x，y)被分成子区域I1, I2，…In的阵列。在被说明的例子中关心N = 4的情况，S卩，整个区域I分成4个象限Ip 12、13、14。四个子区域的图像被单元E同时处理，从而能够同时识别每个所述子区域的缺陷(见图4的框图的倒数第二行)，在这之后被获得的结果被合并以获得在整个区域I的缺陷的信息。所述程序也被清楚地在图5的框图中被指示出。图6示出了说明了对于和区域I被划分成的子区域相关的子图像I1, I2,…In的每一个实施的处理方法的优选实施例的框图。图6的上部示出了在其中具有低于阈值水平的光强的每个子区域的部位被识别为底漆层的可能的缺陷的步骤。为此目的，使用了滤波器F，其是核滤波器h (HI1, m2)
权利要求
1.用于在喷漆之前监视施加在机动车车身(2)上的底漆层的质量的方法，所述方法包括:提供用于照射将被监视的表面(S)的光源(6)以及用于检测被照射的表面(S)的至少一个摄像机(7);以及处理来自所述摄像机(7)的输出的信号以获得所述底漆层的质量的信息，所述方法特征: 在于提供至少一个操作者机器人(4)，其带有监视头(5)，包括所述光源(6)以及所述摄像机(7)，所述光源(6)和所述摄像机(7)被维持在相对于彼此的固定的位置， 在于所述机器人(4)被控制用于相对于被监视的表面(S)在的主移动方向(A)和根据与被监视的表面(S)平行的路径(T)上移动所述光源￠)和所述摄像机(7)，以移动(T)的所述路径沿着对应于所述表面(S)的轮廓这样的方式保持所述光源(6)和所述摄像机(7)的每个在离所述表面(S)固定的距离； 在于所述光源(6)由LED源(60)的阵列构成，其被设计成发射光束(61)到被监视的表面(S)的区域(I)上，从而获得在所述表面上的照射的均匀的亮度； 在于所述摄像机(7)被以通过反射采集由被监视的表面(S)的被照射的区域的图像的方式相对于所述光源(6)而安置和定位； 在于前述处理步骤包括: -将被监视的区域⑴分成子区域(I1, I2,…，In)的阵列；以及 -在所有的子区域上同时执行同样的处理程序； 并且在于对每个子区域被执行的处理程序包括: -识别具有低于阈值水平的光强的每个子区域的部位作为底漆层的可能的缺陷； -拒绝具有小于最小阈值面积或者大于最大阈值面积的大小的可能的缺陷， -拒绝和子区域的边缘的距离小于阈值长度的长度的可能的缺陷； -在前述操作之后没有被拒绝的可能的缺陷被识别作为确认的缺陷，并且， -根据缺陷的面积将每个确认的缺陷分类为轻微缺陷、中等缺陷或者严重缺陷。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于其中识别具有低于阈值水平的光强的每个子区域的部位作为底漆层的可能的缺陷的前述步骤借助于核滤波器来执行，其被设计为显示出具有接近零的低值的被突出的底漆的缺陷以及具有高值的背景光，并且在于因此所有被识别为低于阈值的值被带到零值并代表被识别的可能的缺陷。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于执行“放大缺陷(扩大)”的操作，其放大具有零值(假定的缺陷)的阵列Z(I^n2)的部位，使得假定的缺陷被扩大。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于在“放大缺陷(扩大)”的操作之后，以较低阈值(“低阈值”)和较高阈值(“高阈值”)来执行“二进制化”的操作，其被设计以将所有的明亮部位带到零值，其被照射，并且将可能的缺陷带到一值。
5.根据权利要求4的方法，其特征在与在二进制化操作之后，执行“寻找对象”的操作，其检测所有具有一值的部位并且确定在被二进制化的阵列中存在的每个对象的面积和位置。
6.根据任何一个前述权利要求的方法，其特征在于前述拒绝距离子区域的边缘小于阈值长度的长度的可能的缺陷的操作通过在找到的可能的缺陷周围提取正方形(“特点”)而执行，用于核实被提取的特点被隔离在所述正方形的中心。
全文摘要
用于在喷漆(上釉)之前监视施加在机动车的车身(2)上的底漆层的质量的方法，设想提供至少一个操作者机器人(4)，其带有监视头(5)。监视头(5)包括LED源(60)的阵列构成的光源(6)，以及摄像机(7)，其被维持在相对于彼此的固定的位置，同时它们被相对于要被监视的表面(S)沿着所述表面(S)的轮廓(T)转移。来自摄像机(7)的输出的信号通过将被监视的区域(I)分成子区域的阵列并且在所有的子区域上同时执行相同的处理程序而被处理。
文档编号G01N21/88GK103163144SQ201210420080
公开日2013年6月19日 申请日期2012年10月29日 优先权日2011年12月9日
发明者A.特雷诺, G.帕斯奎塔茨 申请人:C.R.F. 阿西安尼顾问公司