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汽车漆面外观缺陷全自动在线检测系统

添加时间:2019-08-05来源:晶耐科光电 杨甬英点击数:537打印

汽车是现代工业化社会必不可少的重要的交通工具之一、在各个行业及人们的日常生活中使用非常广泛,成为人们出行的首选交通工具。一辆汽车的外观喷漆的质量将直接影响消费者对汽车外观优劣的第一印象及购买欲和汽车本身的使用寿命。在汽车的生产过程中,喷漆材料、环境等影响存在杂质点,这会导致喷漆后漆面存在凹凸点等外观缺陷;在漆面零件的组装过程中,不可避免会造成漆面的碰擦,这会导致组装后的车辆中存在部分划伤、掉漆等外观缺陷;汽车制造后的物流发送和跨境运输也会产生漆面外观缺陷。诸如此类导致在汽车销售中将不可避免的产生生产和销售的纠纷以及经济损失。为避免上述损失,在汽车出厂前进行整车漆面的检测非常有必要。同时在现代工业化的社会,各行各业利用工业大数据促进产业发展,给每一辆汽车进行汽车漆面外观缺陷全自动在线检测是非常必要的,由此可以在生产环节和运输过程中建立汽车漆面外观缺陷数字化的质量档案,从而建立与制造工艺及物流运输过程中的工业大数据,可以直接溯源各环节缺陷产生的源头,改善汽车的生产工艺及运输过程。

目前在在大多数世界汽车工业中,尤其在我国,汽车的漆面外观缺陷检测的方法还是采用传统的目视检测方法,常规的方法是将汽车置于一个明亮的照明环境中,由人工目视观察汽车的外观缺陷。这个方法的不足是:一是人类视觉主要表现为人类视觉是不稳定、主观性强,长时间检测会引起视觉疲劳,所以不同人会有不同的检测结果,甚至漏检;同时在现代工业化社会,讲究的是检测效率,尤其汽车生产是采用流水线的在线的喷涂和检测,人工检测会影响到检测效率。所以,汽车的漆面外观缺陷全自动数字化检测方法的研发迫在眉睫,急需为汽车工业的外观缺陷智能化检测开拓新天地。

杭州晶耐科光电技术有限公司多年来从事机器视觉外观缺陷工业化流水线检测。公司研发了拥有自主知识产权“汽车漆面外观缺陷自动化在线检测系统”如图1所示。 系统针对复杂表面漆面存在高炫光、高反光情况,利用均匀照明亮暗相间的环绕车体的环形结构光,开发漆面光流(Light flow)成像技术,有效遏制了漆面炫光、反光影响。系统外围包括可移动的照明光源子系统,在漆面光流高速实时移动图像采集时,获得漆面均匀图像,抑制反光影响。针对汽车外观不同复杂曲面,利用多相机、多视角布置的成像系统,约30余个相机排布,最大可能避免汽车自由曲面形成的检测盲区,保证大视场、提升检测效率。 

 检测时如图2所示,汽车进入检测区,移动导轨系统驱动环绕车体的环形结构光沿汽车前进方向匀速运动,对汽车进行扫描。多相机、多视角布置的成像系统同步对车体进行高速图像采集,最大帧率实时拍照,获取每个子孔径的一连串的图像序列,获取漆面图像的视频流。

图1 汽车漆面外观缺陷自动化检测演示系统

图2 汽车漆面外观缺陷自动化检测系统

将采集的图像序列经过图像预处理,利用图像处理算法(条纹解调、条纹上缺陷提取),对视频流图像进行图像融合处理,寻找图像的特征区域用于匹配,划分每帧图中的检测的感兴趣区域ROI(region of interest,ROI)和非检测区域;标定后,同样车型颜色的可调用标定的参数设置采集图像,通过图像匹配和之前标定的ROI(region of interest)确定每个子孔径图像的检测区域,用图像增强和特征提取的方法进行缺陷分类。最终如图3所示,可以获得每帧图像的缺陷位置和类型,如漆面的针孔、起泡、划痕等及缺陷的尺度大小,最终可以根据不同图像的空间方位,将缺陷分布标注在汽车的对应的各个区域,实现整个生产流程的流水线检测,系统可做到停车一键检测,单辆车的检测时长少于50秒,可以自动输出每辆车的电子报表。该检测可适应不同漆面颜色:红、黑、白、蓝、灰等。图2为目前已建立的检测演示系统,可适应在线、离线的整车、车架的外观漆面缺陷数字化的检测。

由于每一辆车经过该自动化检测,可以记录每辆车的缺陷数据,将所有车的数据上传于数据库,对各种缺陷类型进行工业大数据的分析和研判,有助于汽车生产过程及物流运输过程中的工艺、加工质量等过程的监控,该技术采用机器视觉与人工智能的核心技术,具有快速、高精度和无损的特点,提高了生产效率及质量管控,采用该技术将可以为企业在漆面自动化检测领域提供竞争优势。同时机器视觉与人工智能组合的核心技术也可以拓展至汽车各零部件的智能化高效检测。

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