车身缝隙尺寸非接触在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种车身缝隙尺寸非接触在线检测方法，旨在克服现有技术存在设备体积庞大、不便携带且为接触式测量、容易受外界因素的影响、不能在线测量与大型覆盖件缝隙测量的问题。检测方法的步骤为：1.摄像机的标定阶段；2.图像采集阶段：将车身覆盖件缝隙部位放在摄像机的视场里拍摄图像；3.立体匹配阶段；4.三维重建阶段：1）根据双目立体视觉系统的标定结果，由立体匹配点求出覆盖件缝隙边缘点的三维空间坐标；2）根据求出的三维空间坐标点进行车身缝隙三维曲线的重建；3）对三维重建曲线按曲线与x、y、z轴的夹角的角度和方向进行空间旋转；4）在缝隙线进行旋转之后分别对其进行平面内的投影，求出缝隙的宽度数值和面差数值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车车身缝隙的检测方法，更具体地说，本专利技术涉及一种。
技术介绍
汽车在装配的过程中，由于覆盖件尺寸误差较大导致覆盖件之间存在较大的缝隙是常见的问题，不但影响整车的密封性能而且覆盖件之间缝隙的大小与整车的振动噪声以及使用性能紧密相关，如果相邻覆盖件之间的缝隙过大，如保险杠和发动机盖的配合处间隙过大，将降低装配精度，在车辆的使用过程中产生很大的振动噪声；门缝间隙过大，会引起车门下沉或者关不严，将影响整车的使用性能，从而影响乘坐舒适性和整车使用寿命。车身表面的缝隙大小还影响整车的造型以及外观，而现在人们对于汽车的外观要求越来越高，所以严格控制缝隙的尺寸，是造型美观的必要条件，因而对车身覆盖件缝隙的测量与控制具有十分重要的意义。传统用于车身表面缝隙检测的方法主要有机械接触式测量、运用三坐标机、测量机器人、经纬仪测量系统、三维激光测量仪以及基于电容和超声波的方法进行测量，但是这些设备体积较庞大，不便携带且为接触式测量，容易受到外界因素的影响，不能满足在线测量和大型覆盖件缝隙测量的需要。随着图像处理、计算机技术和工业摄像机制造水平的不断发展，计算机视觉技术也得到了快速的发展，不但可以实现物体在三维空间中形状、位置和尺寸的测量而且相比接触式的检测系统在智能性、柔性以及检测速度方面具有更大的优越性，正逐步成为工业产品尺寸在线检测的重要手段和未来发展趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在设备体积较庞大、不便携带且为接触式测量、容易受到外界因素的影响、不能满足在线测量与大型覆盖件缝隙测量的问题，提供了一种。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的所述的的步骤如下1.摄像机的标定阶段(I)设定可移动的布满黑白相间棋盘格的平面标靶，棋盘格尺寸为30mmX30mm，以黑方块和白方块公共的角点作为标定特征点，标定特征点的数量为100个，以I号摄像机与2号摄像机的透视中心作为坐标原点建立世界坐标系；(2)安装I号摄像机与2号摄像机建立双目立体视觉系统，在I号摄像机与2号摄像机的公共视场范围内放置可移动的平面标靶，在保持I号摄像机与2号摄像机位置静止的前提下移动平面标靶并由I号摄像机与2号摄像机对平面标靶进行15次拍摄标靶图像。(3)利用MATLAB软件的标定工具箱实现对由标定程序读入的标靶图像进行修正并进行角点提取以及I号摄像机与2号摄像机的标定，然后对标定的结果进行保存；2.图像采集阶段(I)将待测的车身覆盖件缝隙部位放在双目立体视觉系统的公共视场里进行拍摄，得到两幅包含覆盖件缝隙的图像对；(2)运用图像间的逻辑“或”运算，将待测量的覆盖件缝隙区域从背景图像中分割出来；(3)先利用均值滤波对图像进行初步处理，去除图像中高斯分布的白噪声；再利用中值滤波进一步进行噪声处理；(4)中值滤波之后，利用调整图像灰度级的方法进行图像边缘增强，突出缝隙轮廓，同时削弱或者去除脉冲噪声与高频噪声。3.立体匹配阶段:(I)利用无初始化的主动轮廓模型来进行车身缝隙线的边缘轮廓提取，在左图像、右图像上分别取得由缝隙边缘像素点的坐标构成的点对；(2)利用外极线几何约束法进行缝隙边缘像素点的立体匹配；(3)利用视差连续性和顺序一致性约束剔除误差匹配点，提高匹配结果的精确性。4.三维重建阶段:(I)根据已建立好的双目立体视觉系统的标定结果，由立体匹配点求出覆盖件缝隙边缘点的三维空间坐标；(2)根据求出的三维空间坐标点进行车身缝隙三维曲线的重建；(3)对三维重建曲线按曲线与x、y、z轴的夹角的角度和方向进行空间旋转；(4)在缝隙线进行旋转之后分别对其进行平面内的投影，求出缝隙的宽度数值和面差数值。技术方案中所述的利用无初始化的主动轮廓模型来进行车身缝隙线的边缘轮廓提取是指:定义基于主动轮廓模型的内部能量函数:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车身缝隙尺寸非接触在线检测方法，其特征在于，所述的车身缝隙尺寸非接触在线检测方法的步骤如下：1）摄像机的标定阶段：（1）设定可移动的布满黑白相间棋盘格的平面标靶，棋盘格尺寸为30mm×30mm，以黑方块和白方块公共的角点作为标定特征点，标定特征点的数量为100个，以1号摄像机与2号摄像机的透视中心作为坐标原点建立世界坐标系；（2）安装1号摄像机与2号摄像机建立双目立体视觉系统，在1号摄像机与2号摄像机的公共视场范围内放置可移动的平面标靶，不断变换平面标靶与成像平面之间的角度和方位，保持平面标靶不动的时候，用1号摄像机与2号摄像机拍摄平面标靶的图像，每进行一次角度和方位的变换拍摄一副图像，共拍摄15副标靶图像；（3）利用MATLAB软件的标定工具箱实现对由标定程序读入的标靶图像进行修正并进行角点提取以及1号摄像机与2号摄像机的标定，然后对标定的结果进行保存；2）图像采集阶段：（1）将待测的车身覆盖件缝隙部位放在双目立体视觉系统的公共视场里进行拍摄，得到两幅包含覆盖件缝隙的图像对；（2）运用图像间的逻辑“或”运算，将待测量的覆盖件缝隙区域从背景图像中分割出来；（3）先利用均值滤波对图像进行初步处理，去除图像中高斯分布的白噪声；再利用中值滤波进一步进行噪声处理；（4）中值滤波之后，利用调整图像灰度级的方法进行图像边缘增强，突出缝隙轮廓，同时削弱或者去除脉冲噪声与高频噪声；3）立体匹配阶段：（1）利用无初始化的主动轮廓模型来进行车身缝隙线的边缘轮廓提取，在左图像、右图像上分别取得由缝隙边缘像素点的坐标构成的点对；（2）利用外极线几何约束法进行缝隙边缘像素点的立体匹配；（3）利用视差连续性和顺序一致性约束剔除误差匹配点，提高匹配结果的精确性；4）三维重建阶段：（1）根据已建立好的双目立体视觉系统的标定结果，由立体匹配点求出覆盖件缝隙边缘点的三维空间坐标；（2）根据求出的三维空间坐标点进行车身缝隙三维曲线的重建；（3）对三维重建曲线按曲线与x、y、z轴的夹角的角度和方向进行空间旋 转；（4）在缝隙线进行旋转之后分别对其进行平面内的投影，求出缝隙的宽度数值和面差数值。...

【技术特征摘要】
1.一种车身缝隙尺寸非接触在线检测方法，其特征在于，所述的车身缝隙尺寸非接触在线检测方法的步骤如下: 1)摄像机的标定阶段: (1)设定可移动的布满黑白相间棋盘格的平面标靶，棋盘格尺寸为30mmX30mm，以黑方块和白方块公共的角点作为标定特征点，标定特征点的数量为100个，以I号摄像机与2号摄像机的透视中心作为坐标原点建立世界坐标系； (2)安装I号摄像机与2号摄像机建立双目立体视觉系统，在I号摄像机与2号摄像机的公共视场范围内放置可移动的平面标靶，不断变换平面标靶与成像平面之间的角度和方位，保持平面标靶不动的时候，用I号摄像机与2号摄像机拍摄平面标靶的图像，每进行一次角度和方位的变换拍摄一副图像，共拍摄15副标靶图像； (3)利用MATLAB软件的标定工具箱实现对由标定程序读入的标靶图像进行修正并进行角点提取以及I号摄像机与2号摄像机的标定，然后对标定的结果进行保存； 2)图像采集阶段: (1)将待测的车身覆盖件缝隙部位放在双目立体视觉系统的公共视场里进行拍摄，得到两幅包含覆盖件缝隙的图像对； (2)运用图像间的逻辑“或”运算，将待测量的覆盖件缝隙区域从背景图像中分割出来； (3)先利用均值滤波对图像进行初步处理，去除图像中高斯分布的白噪声；再利用中值滤波进一步进行噪声处理； (4)中值滤波之后，利用调整图像灰度级的方法进行图像边缘增强，突出缝隙轮廓，同时削弱或者去除脉冲噪声与高频噪声； 3)立体匹配阶段: (1)利用无初始化的主动轮廓模型来进行车身缝隙线的边缘轮廓提取，在左图像、右图像上分别取得由缝隙边缘像素点的坐标构成的点对； (2)利用外极线几何约束法进行缝隙边缘像素点的立体匹配； (3)利用视差连续性和顺序一致性约束剔除误差匹配点，提高匹配结果的精确性； 4)三维重建阶段: (1)根据已建立好的双目立体视觉系统的标定结果，由立体匹配点求出覆盖件缝隙边缘点的三维空间坐标； (2)根据求出的三维空间坐标点进行车身缝隙三维曲线的重建； (3)对三维重建曲线按曲线与X、y、z轴的夹角的角度和方向进行空间旋转； (4)在缝隙线进行旋转之后分别对其进行平面内的投影，求出缝隙的宽度数值和面差数值。2.按照权利要求1所述的车身缝隙尺寸非接触在线检测方法，其特征在于，所述的利用无初始化的主动轮廓模型来进行车身缝隙线的边缘轮廓提取是指: 定义基于主动轮廓模型的内部能量函数:3.按照权利要求1所述的车身缝隙尺寸非接触在线检测方法，其特征在于，所述的利用外极线几何约束法进行缝隙边缘像素点的立体匹配是指: 左图像平面I1、右图像平面I2为从I号摄像机与2号摄像机所获得图像，假设空间中一点Μ，则点M在左图像平面I1、右图像平面I2上的投影点分别为H...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔岸，陈洪柱，陈晓博，徐文强，冯冲，赵颖，徐利娟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：