CN104769411A - 机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法及测定装置 - Google Patents

Abstract

提供一种精度更高的动态拉伸刚性测定技术。在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该被测定外板的表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，该方法的特征在于，将网格转印到所述被测定外板的被测定部位的表面，在所述被测定外板的被测定部位的周边配置基准标记，以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，并且利用多台摄像机从多个位置同时且反复地对由于该压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，基于所述拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出。

Description

机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法及测定装置

技术领域

本发明涉及测定机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法及装置。

背景技术

作为车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件的外板所要求的性能之一，存在动态拉伸刚性。在该动态拉伸刚性不足的情况下，例如，在用手掌、布等沿着面板形状对外板施加移动荷载的洗车时或打蜡时等擦拭作业中，由于突弹跳变(snap-through)而产生所谓的凹陷(べこつき)声，机动车的品质感大幅受损。尤其是近年来，由于伴随车体轻量化的薄壁化和面板设计的多样化而有容易产生凹陷声的倾向，对机动车制造商而言，确保动态拉伸刚性成为大的课题。

现有的外板部件的拉伸刚性评价如下所述地实施。即，专利文献1记载的方法将压头按压在外板的一定的部位上而使外板变形，并且将此时的荷载与压头位移的关系转换为电信号而进行记录，在该方法中，使压头能够从测定台分离，从而能够将压头按压于组装在机动车车体上的外板，利用设置在压头上的测压元件测定荷载，通过对设置在压头上的加速度计的信号进行两次积分而计算出位移。

专利文献2记载的方法使用一体具备荷载计和位移计的拉伸刚性测定头，将该拉伸刚性测定头的压头按压在横置于测定台上的外板的一定的部位而使外板变形，并且利用荷载计测定荷载，在该方法中，为了准确地测定拉伸刚性，以预先决定的荷载按压压头而使外板变形，在该变形状态下使位移计复位为零后，通过使压头从该变形状态开始后退来减少荷载，并且对直到卸载结束为止的压头的位移量进行测定。

专利文献3记载的方法将挤压试验单元安装于机械臂来测定机动车车体外板的拉伸刚性，在该方法中，为了准确地测定外板的突弹跳变，将由铝材构成的大致圆柱形的压头经由荷载测定用的测压元件安装于挤压试验单元，在利用机械臂使挤压试验单元移动到外板的一定的部位的正面后，利用被手动液压泵驱动的液压缸将压头按压在外板上，并且通过测微仪来测定该压头的位移。

专利文献4记载的方法是测定机动车车体顶板的拉伸刚性的方法，在该方法中，为了防止因测定作业时的荷载计与挤压轴之间的轴心错位而导致测定精度降低，利用在车体上方水平延伸的臂来对支撑部件进行支撑，利用该支撑部件升降自如地支撑用于对顶板施加荷载的挤压轴，并且对检测该挤压轴的移动量的位移计进行支撑，另外，利用该支撑部件升降自如地支撑与挤压轴的后端部相对的、设有荷载计的滑块，并且对驱动该滑块升降的气缸进行支撑，利用该气缸使滑块下降，从而经由荷载计使挤压轴下降，利用该挤压轴挤压顶板的一定的部位而使其变形，并且利用位移计来测定挤压轴的位移。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭59-009542号公报

专利文献2：(日本)特开昭62-070730号公报

专利文献3：(日本)实开平06-018947号公报

专利文献4：(日本)实公平07-014857号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，这些现有的静态拉伸刚性测定方法仅对外板的被压头所按压的一定的部位的荷载位移进行评价，无法再现利用手掌、布等施加规定荷载并且沿外板的表面移动的擦拭作业，不能对压头移动而施加移动荷载来使面板变形区域逐渐变化的举动进行评价。

并且，对于外板的动态拉伸刚性，以往，在制造现场进行简便的感官评价。该评价是检查员通过用手掌、布等施加荷载并且沿着外板的曲面抚摸外板来判断是否产生凹陷声从而判定是否合格。在制造现场、质保现场，通过这样简便的感官评价基于是否产生凹陷声来判定是否合格就已足够，但在开发阶段，为了对动态拉伸刚性的提高进行研究，需要定量的评价方法。在定量评价中，除了是否产生凹陷声之外，通过分析凹陷声的声音数据能够采集到声音的大小(声压级)、高低(频带)等信息，能够详细地对动态拉伸刚性进行评价。并且，为了确定影响动态拉伸刚性的主要原因，一并掌握外板的变形举动变得重要。另外，在性能预测中对模拟的精度进行检验这一方面，也需要将解析与测定结果的面板变形状态进行比较。因此，期望开发出精度更高的动态拉伸刚性测定技术。

因此，本发明的目的在于提供一种有利地解决了上述现有技术课题的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法及测定装置。

用于解决课题的技术方案

达成所述目的的本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法，

以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，该动态拉伸刚性的测定方法的特征在于，

将配置成规则格子状的网格(grid)转印到所述被测定外板的被测定部位的表面，

在所述被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，

以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，并且利用多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于该压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，

基于所述拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出。

此外，在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，优选：

所述按压方向是下方，

将所述压头按压于所述被测定外板的表面的荷载基于设置在所述压头上的砝码的重量来设定。

在这里，作为所述按压方向的下方不限于铅直方向下方，可以从铅直方向下方倾斜至±20°左右。

并且，在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，优选利用采集机构来采集在由所述压头的荷载所引起的被测定外板变形时产生的声音，而将其作为声音数据输出。

并且，达成所述目的的本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定装置，

以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，该动态拉伸刚性的测定装置的特征在于，具备：

配置成规则格子状的网格，其被转印到所述被测定外板的被测定部位的表面；

预先明确了三维位置信息的基准标记，其配置在所述被测定外板的被测定部位的周边；

压头按压移动机构，其以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上，并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动；

多台摄像机，其从多个位置同时并且反复地对由于所述压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄；

运算机构，其基于所述多台摄像机拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出。

此外，在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中，优选：

所述按压方向是下方，

将所述压头按压于所述被测定外板的表面的荷载基于设置在所述压头上的砝码的重量来设定。

在这里，作为所述按压方向的下方不限定于铅直方向下方，可以从铅直方向下方倾斜至±20°左右。

此外，在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中，优选具备声音采集机构，该声音采集机构采集在由所述压头的荷载所引起的所述被测定外板变形时产生的声音，而将其作为声音数据输出。

并且，在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中，优选：具备动态拉伸刚性评价机构，该动态拉伸刚性评价机构基于所述面板变形数据和所述声音数据，对所述被测定外板的动态拉伸刚性进行评价。

发明的效果

根据本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法，将配置成规则格子状的网格转印到被测定外板的被测定部位的表面，在所述被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，并且利用多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于该压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，基于所述拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出，因此，能够定量地测定由移动荷载引起的、由于突弹跳变而产生凹陷声时的荷载以及外板的变形举动，由此，在车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件中，能够对伴随压头移动的一连串的面板变形举动定量地进行评价，合理地实施用于提高机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法。

而且，还利用声音采集机构采集由所述压头的荷载引起的被测定外板变形时产生的声音，将其作为声音数据输出，根据这样的本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法，将配置成规则格子状的网格转印到被测定外板的被测定部位的表面，在所述被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，并且利用多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于该压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，基于所述拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出，并且利用声音采集机构采集在由所述压头的荷载所引起的被测定外板变形时产生的声音，将其作为声音数据输出，因此，在车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件中，能够根据在对外板施加了移动荷载的情况下产生的凹陷声的声压级、频带等来对外板的动态拉伸刚性详细地进行评价，并且，能够确定产生凹陷声时的荷载、对伴随压头移动的一连串的面板变形举动定量地进行评价，由此，能够确定例如影响声压级的部件形状、结构因素等，合理地实施用于提高机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法。

另一方面，根据本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，将配置成规则格子状的网格转印到被测定外板的被测定部位的表面，并且在被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，压头按压移动机构以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于所述压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，运算机构基于所述多台摄像机所拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出，因此，实施上述本发明的方法，能够定量地测定由移动荷载引起的、由突弹跳变而产生凹陷声时的荷载以及外板的变形举动，由此，在车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件中，能够对伴随压头移动的一连串的面板变形举动定量地进行评价，合理地实施用于提高机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法。

而且，还具备基于所述面板变形数据和所述声音数据来对所述被测定外板的动态拉伸刚性进行评价的动态拉伸刚性评价单元，根据这样的本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，将配置成规则格子状的网格转印到被测定外板的被测定部位的表面，并且在被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，压头按压移动机构以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于所述压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，运算机构基于所述多台摄像机所拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出，另外，声音采集机构还采集在由所述压头的荷载所引起的所述被测定外板变形时产生的声音，将其作为声音数据输出，因此，通过实施上述本发明的方法，在车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件中，能够根据对外板施加了移动荷载的情况下产生的凹陷声的声压级、频带等对外板的动态拉伸刚性详细地进行评价，并且，能够确定产生凹陷声时的荷载、对伴随压头移动的一连串的面板变形举动定量地进行评价，由此，能够确定例如影响声压级的部件形状、结构因素等，合理地实施用于提高机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法。

附图说明

图1是表示在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法的一个实施方式中所使用的、本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置的一个实施方式的示意图。

图2是表示在上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中所使用的网格图案的一个例子的平面图。

图3是表示在上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中所使用的基准标记的一个例子的立体图。

图4是表示在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法的另一个实施方式中所使用的、本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置的另一个实施方式的示意图。

图5是表示从利用上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置在外板的变形时采集到的声音得到的声音数据的例子的图表，(a)表示产生了凹陷声时的声音数据，(b)表示未产生凹陷声时的声音数据。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。在这里，图1是表示在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法的一个实施方式中所使用的、本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置的一个实施方式的示意图，图2是表示在上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中所使用的网格图案的一个例子的平面图，表示在上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置中所使用的基准标记的一个例子的立体图。

本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，如图1所示，该动态拉伸刚性测定装置具备：被测定面板支撑台1，其将被测定外板P固定支撑为大致水平的状态；如图2所例示的那样配置成规则格子状的网格2，其预先标记在支撑在该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面；外框3，其配置于支撑在该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的周边；预先明确了三维位置信息的基准标记4，其如图3所例示的那样标记在该外框3上；以及，压头5，其向与支撑在该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面交叉的规定按压方向，在这里为箭头Z所示的铅直方向的下方，被按压在该表面上。

本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置还具备：作为压头按压移动机构的压头水平移动装置6，其以规定荷载将上述压头5按压于支撑在被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面，并使上述压头5向与上述按压方向正交的方向，在这里为箭头Y所示的水平方向移动；多台、在这里为四台数字摄像机7～10，其从多个位置同时且反复地对由于该压头5的荷载而变形的被测定外板P的表面的网格2进行拍摄；以及，作为运算机构的通常的计算机11，其基于数字摄像机7～10分别拍摄到的图像数据，根据与基准标记4的对应关系来对网格2的三维位置信息进行运算，测定伴随压头5的移动的被测定外板的变形状态的变化，将该变化显示输出到未图示的显示装置的画面上。

在这里，图2所例示的网格2分别作为直径3mm的圆形，并且在彼此正交的两个方向上分别隔开15mm的间隙配置，形成规则格子状图案。该网格2例如能够沿着被测定外板P的被测定部位的表面通过涂刷、蚀刻网格图案等来转印形成，或者将印刷在质地柔软或质地坚硬的薄膜上的网格图案粘贴在被测定外板P的被测定部位的表面而形成，或者在被测定外板P的被测定部位的表面直接标记、印刷网格图案来形成。

并且，图3所例示的基准标记4例如是分别在矩形的框部上搭载各自厚度为15mm的多个厚板状部而成的外框3的框部与厚板状部之上分别显示有多个、各自长宽为10mm的正方形，并且在彼此正交的两个方向上分别隔开10mm的间隙配置，它们也形成规则格子状的图案，这些基准标记4的三维位置信息已预先明确。

而且，图1所例示的压头水平移动装置6具有：门型臂6a，其中央部向规定的y轴方向水平延伸；未图示的x轴驱动机构，其使该门型臂6a向与该门型臂6a的中央部的延伸方向正交的、图中箭头X所示的x轴方向水平移动；移动头6b，其能够沿着门型臂6a的中央部移动地被支撑在该门型臂6a的中央部；未图示的y轴驱动机构和位移计，该y轴驱动机构使该移动头6b沿着门型臂6a的中央部向图中箭头Y所示的y轴方向水平移动，该位移计检测y轴移动量；按压杆6c，其上端部支撑于移动头6b，从而能够在图中箭头Z所示的铅直方向即z轴方向上自如地升降移动且维持轴线在该z轴方向上延伸的姿态；位移计6d，其检测该按压杆6c的升降移动量；以及，砝码6e，其安装在该按压杆6c的中间部而对压头5施加荷载；在该按压杆6c的下端部安装有上述压头5。

压头5通过按压杆6c的升降移动而能够沿上下方向自由动作，并且，为使压头5在被测定面板P的表面上顺畅地移动，即与复杂的面板形状相匹配地使被测定面板P与压头5的接触始终稳定，优选压头5的与被测定面板P接触的表面具有曲面形状。并且，设想用手掌擦拭外板的擦拭作业而将压头5的长度(与移动方向正交的宽度)设为200mm以下，在这里设为100mm。而且，由于砝码6e、按压杆6c以及压头5的各自自重的总荷载，该压头5与被测定面板P抵接而挤压被测定面板P，使施加于被测定面板P的荷载一定，该荷载的调节例如能够通过将砝码6e更换为自重不同的砝码来进行。

在使用本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置进行的、本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，首先，将网格2转印到机动车用部件的外板即被测定面板P的被测定部位的表面，接着，将被测定面板P的周边部固定支撑在被测定面板支撑台1上，接着，将标记有基准标记4的外框3放置在该被测定面板P的被测定部位的周边的表面，利用位置固定的四台数字摄像机7～10对该基准标记4进行图像拍摄，在将基准标记4从被测定面板P上卸下之后，以如上所述地进行了调整的荷载将压头5从上方按压在被测定面板P的被测定部位而使被测定面板P的被测定部位向下方挠曲变形，接着，压头水平移动装置6使压头5在y轴方向上水平移动而利用压头5对被测定面板P的被测定部位施加移动荷载，并且四台数字摄像机7～10同时对被测定面板P的被测定部位的表面的网格2进行拍摄，反复进行该拍摄，并且计算机11输入该拍摄时的压头5的水平和升降移动距离而实质上连续地进行记录，直到规定距离的压头5的移动结束为止。

然后，输入并记录了拍摄到的图像的计算机11如后所述地进行运算处理而根据这些图像计算出各网格2的三维位置数据，将其作为面板变形数据显示输出到上述显示装置的画面上。根据这些网格2的三维位置数据，能够高精度地测定与压头5的移动一同变化的被测定面板P的表面形状的变化状态，能够掌握产生凹陷声时的外板的变形举动并确定荷载，进而高精度地测定外板的动态拉伸刚性。

以下，对计算机11基于四台数字摄像机7～11(以下称为摄像机1～4)所拍摄到的图像数据，根据与基准标记4的对应关系对网格2的三维位置信息进行运算时的基于光学方法的位置测定原理进行说明。需要说明的是，对于该位置测定原理，本申请的申请人之前已在(日本)特开2009-204468号公报中对其详细地进行了公开，以下对其概况进行说明。

在利用位于某空间位置的数字摄像机拍摄三维空间上的点X(X，Y，Z)时，该数字摄像机的二维像素M(x，y)如以下的(1)式所示而被投影。

【式1】

λM＝PX＝A[RT]X…(1)

在这里，λ为任意的实数。并且，A是将物理坐标转换为图像坐标的矩阵，被称为摄像机校正矩阵。另外，R和T是在摄像机的空间上对方向和位置进行定义的矩阵。而且，利用A、R以及T所定义的P被称为摄像机矩阵。

A、R以及T如以下的(2)式所示地构成。

【式2】

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_u& s& u_0\\ 0& a_v& v_0\\ 0& 0& 1\end{array}\right],R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_{11}& r_{12}& r_{13}\\ r_{21}& r_{22}& r_{23}\\ r_{31}& r_{32}& r_{33}\end{array}\right],T=\left[\begin{array}{c}{T}_X\\ T_Y\\ T_Z\end{array}\right]...\left(2\right)$

摄像机校正矩阵A的5个参数(a_u、a_v、u₀、v₀、s)是根据摄像机透镜的焦点距离、图像中心的坐标、x，y方向的比例因子以及切变系数计算出的摄像机固有的值。摄像机的位置与方向在每次测定时会变化，因此，每次都需要确定R、T矩阵。在本实施方式的方法中，为了确定构成R和T矩阵的合计十二个参数，使用了后述的方法。

开始处理后，首先进行预先知晓的数字摄像机的内部参数A的设定，获得摄像机1～4的数字图像。然后通过图像处理，识别数字图像中的基准标记4，获得各图案的二维坐标。需要说明的是，认为已预先知晓该图案的三维坐标。获得的基准标记4的二维坐标与三维坐标具有前述(1)式的关系，因此，通过输入与该式相对应的二维坐标和三维坐标，能够计算出未知的R、T的十二个参数。此时，识别的点越多则R、T的确定精度越高。

在该阶段能够求出R、T矩阵，根据该R、T矩阵和内部参数A如以下的(3)式那样计算出摄像机矩阵P。

【式3】

$P=A\left[\mathrm{RT}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{P}_{11}& P_{12}& P_{13}& P_{14}\\ P_{21}& P_{22}& P_{23}& P_{24}\\ P_{31}& P_{32}& P_{33}& P_{34}\end{array}\right]...\left(3\right)$

接着，通过图像处理，从摄像机1～4的数字图像中识别数字图像中的网格图案，获得该网格图案的各网格2的中心的二维坐标。对于位置不同的四台摄像机1～4分别反复进行该处理。接着，根据通过上述处理而已知摄像机矩阵P的四台摄像机1～4所识别的网格图案，进行还原为三维形状的处理。首先，根据摄像机1～4的图像获得任意的网格P1[k]的二维坐标。

接着，利用摄像机参数P改写(1)式而得到以下的(4)式。

【式4】

$\mathrm{\λ}\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{P}_{11}& P_{12}& P_{13}& P_{14}\\ P_{21}& P_{22}& P_{23}& P_{24}\\ P_{31}& P_{32}& P_{33}& P_{34}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\\ 1\end{array}\right]...\left(4\right)$

根据摄像机1、2各自的摄像机参数、二维坐标(x，y)、(x’，y’)，导出以下的(5)式。该式中，具有X、Y、Z这三个未知数的式子有四个，因此，通过使用广义逆矩阵能够推定出X、Y、Z的三维坐标。

【式5】

$\left[\begin{array}{ccc}{P}_{31}x-P_{11}& P_{32}x-P_{12}& P_{33}x-P_{13}\\ P_{31}y-P_{21}& P_{32}y-P_{22}& P_{33}y-P_{23}\\ {P^{\′}}_{31}{x}^{\′}-{P^{\′}}_{11}& {P^{\′}}_{32}{x}^{\′}-{P^{\′}}_{12}& {P^{\′}}_{33}{x}^{\′}-{P^{\′}}_{13}\\ {P^{\′}}_{31}{y}^{\′}-{P^{\′}}_{21}& {P^{\′}}_{32}{y}^{\′}-{P^{\′}}_{22}& {P^{\′}}_{33}{y}^{\′}-{P^{\′}}_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{P}_{14}-P_{34}x\\ P_{24}-P_{34}y\\ {P^{\′}}_{14}-{P^{\′}}_{34}{x}^{\′}\\ {P^{\′}}_{24}-{P^{\′}}_{34}{y}^{\′}\end{array}\right]...\left(5\right)$

使用该式，根据P1[k]，P2[j]进行三维坐标X12的推定。对于在这里得到的三维坐标(X，Y，Z)的有效性，对是否进入测定区域的内部进行验证，如果是无效的坐标，则进入之后P2的处理。反复进行该处理，在得到了有效的三维坐标(X，Y，Z)的情况下，接着获得摄像机3的网格坐标P3[l]。通过同样的处理，这次根据P1[k]、P2[j]、P3[l]这三点来进行三维坐标的推定。再次对计算出的三维坐标的有效性进行验证。进而获得摄像机4的网格坐标P4[m]，这次根据P1[k]、P2[j]、P3[l]、P4[m]这四点来进行三维坐标的推定。

接着，验证求出的三维坐标的有效性。在求出根据四点的二维坐标推定的三维坐标的阶段，使用(1)式的关系，针对四台摄像机中的每一台进行将该三维坐标再投影为二维坐标的处理。对再投影后的各个二维坐标与原来的二维坐标P1[k]、P2[j]、P3[l]、P4[m]的误差进行评价。反复进行该处理，求出再投影后的误差最小的四个二维坐标的组合。求出误差最小的三维坐标后，将该值登录到数据库。

对于所有的P1[k]反复进行该处理，并完成处理。通过以上的处理，能够根据四台数字摄像机7～11的图像求出转印到被测定面板P的网格2的三维数据。

根据上述本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法和测定装置，能够定量地测定并评价由移动荷载引起的、由于突弹跳变而产生凹陷声时的荷载和遍及外板大范围的变形举动。

图4是表示在本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法的另一个实施方式中所使用的、本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置的另一个实施方式的示意图，在图中，与之前的实施方式相同的部分以与其相同的附图标记表示。

即，本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置也以规定荷载沿与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，如图4所示，该动态拉伸刚性测定装置具备：被测定面板支撑台1，其将被测定外板P固定支撑为大致水平的状态；如图2所例示的那样配置成规则格子状的网格2，其预先标记在支撑于该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面；外框3，其配置于支撑在该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的周边；预先明确了三维位置信息的基准标记4，其如图3所例示的那样标记在该外框3上；以及，压头5，其向与支撑在该被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面交叉的规定按压方向、在这里为箭头Z所示的铅直方向的下方，被按压在该表面上。需要说明的是，网格2和基准标记4与在之前的实施方式中所使用网格和基准标记相同，因此在这里省略详细的说明。

本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置还具备：作为压头按压移动机构的压头水平移动装置6，其以规定荷载将上述压头5按压于支撑在被测定面板支撑台1上的被测定外板P的被测定部位的表面，并使上述压头5向与上述按压方向正交的方向、在这里为箭头Y所示的水平方向移动；多台、在这里为四台数字摄像机7～10，其从多个位置同时并且反复地对由于该压头5的荷载而变形的被测定外板P的表面的网格2进行拍摄；以及，作为运算机构的通常的计算机11，其基于数字摄像机7～10各自拍摄到的图像数据，根据与基准标记4的对应关系来对网格2的三维位置信息进行运算，测定伴随压头5的移动的被测定外板的变形状态的变化，将该变化作为外板变形数据显示输出到未图示的显示装置的画面上；该动态拉伸刚性测定装置还具备：作为声音采集机构的通常的传声器12，该传声器12采集在压头5的荷载引起被测定外板P变形时产生的声音，将该声音作为声音数据输入到计算机11，显示输出在上述显示装置的画面上。需要说明的是，压头5和压头水平移动装置6与在之前的实施方式中使用的相同，在这里省略详细的说明。

在使用上述本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置进行的、本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，首先，将网格2转印到机动车用部件的外板即被测定面板P的被测定部位的表面，接着，将被测定面板P的周边部固定支撑在被测定面板支撑台1上，接着将标记有基准标记4的外框3放置在该被测定面板P的被测定部位周边的表面上，利用位置固定的四台数字摄像机7～10对该基准标记4进行图像拍摄，在将基准标记4从被测定面板P上卸下之后，以如上所述地进行了调整的荷载将压头5从上方按压在被测定面板P的被测定部位而使被测定面板P的被测定部位向下方产生挠曲变形，接着，压头水平移动装置6使压头5向y轴方向水平移动而利用压头5对被测定面板P的被测定部位施加移动荷载，并且四台数字摄像机7～10同时对被测定面板P的被测定部位的表面的网格2进行拍摄，反复进行该拍摄，并且计算机11输入该拍摄时的压头5的水平和升降移动距离而实质上连续地进行记录，直到规定距离的压头5的移动结束为止。另外，在压头水平移动装置6利用压头5对被测定面板P的被测定部位施加移动荷载并使压头5移动的期间，传声器12持续采集从被测定面板P产生的声音，将该声音转换为电信号即声音数据而输入到计算机11，计算机11也实质上连续地对该声音数据进行记录。

然后，输入并记录了拍摄到的图像的计算机11如后所述地进行运算处理而根据这些图像计算出各网格2的三维位置数据，将其作为面板变形数据显示输出在上述显示装置的画面上。计算机11基于四台数字摄像机7～11(以下称为摄像机1～4)所拍摄到的图像数据，根据与基准标记4的对应关系来对网格2的三维位置信息进行运算时的、基于光学方法的位置测定原理与之前的实施方式中的相同，因此在这里省略详细的说明。根据这些网格2的三维位置数据，能够高精度地测定与压头5的移动一同变化的被测定面板P的表面形状的变化状态，能够掌握产生凹陷声时的外板的变形举动并确定荷载，进而高精度地测定外板的动态拉伸刚性。

并且，计算机11将表示与压头5的移动一同从被测定面板P产生的声音的声音数据一并显示输出到上述显示装置的画面上。将人能够听到的频带分为高音域和低音域，利用上述实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置在外板变形时采集声音，利用高音域的声压级随时间的变化来表示从所采集到的声音得到的声音数据，其例子如图5所示，其中，(a)表示产生了凹陷声时的声音数据，(b)表示未产生凹陷声时的声音数据。

在使用本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置进行的、本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法中，计算机11还作为动态拉伸刚性评价机构，基于上述的面板变形数据和声音数据，对被测定面板P的动态拉伸刚性进行评价，将该评价结果一并显示输出到上述显示装置的画面上。

即，计算机11例如通过滤波将声音数据在人能够听到的频带区域内分为多个音域，例如以400Hz为界分为400Hz以上的高音域和低于400Hz的低音域这两个音域，在凹陷声容易变得刺耳的高音域中，较低地设定被认为是不良状况的声压级阈值，而在凹陷声几乎不会引人注意的低音域，与高音域的情况相比，较高地设定被认为是不良状况的声压级阈值，在根据面板变形数据随时间的变化判断在被测定面板P产生了由移动荷载引起的突弹跳变(snap-through)的情况下，将此时各个音域中的声压级随时间的变化的峰值与在该音域中被认为是不良状况的声压级阈值进行比较，与单纯在能够听到的频带整体对采集到的凹陷声进行评价的情况相比进行符合人的感觉的评价，输出该评价结果。

如上所述，根据本实施方式的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法和测定装置，在车门、发动机罩、顶棚等机动车用部件中，能够根据在对外板施加移动荷载的情况下产生的凹陷声的声压级、频带等，详细地对外板的动态拉伸刚性进行评价，并且，能够确定凹陷声产生时的荷载，对伴随压头移动的一连串的面板变形举动定量地进行评价，由此例如能够确定影响声压级的部件形状、构造因素等，能够合理地实施用于提高机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的方法。

以上，基于图示的例子进行了说明，但本发明不限于上述例子，根据需要能够在本申请技术方案所记载范围内进行适当变更，例如，压头5也可以是使曲面向下地固定在按压杆6c的下端部的例如圆柱状、圆棒状或者半圆柱状的部件，也可以不通过砝码6e而是通过例如气缸对压头5施加一定的荷载。而且，只要明确了摄像机的固定位置，摄像机的台数也可以是两台，台数越多越能够提高测定精度。

另外，在上述实施方式中，利用数字摄像机7～10对转印到被测定面板P的被压头5加压的一侧的表面的网格2进行拍摄，但也可以利用磁铁等将基准标记4保持在被测定面板P的背侧的表面，而不是被测定面板P的被压头5加压的一侧，利用数字摄像机7～10不被压头5阻碍地依次对该基准标记4和转印到其背侧的表面的网格2进行拍摄。

另外，在上述实施方式中，大致水平地支撑被测定面板P而利用压头5向铅直方向下方施加荷载，但作为压头5的按压方向的下方不限定于铅直方向下方，可以从铅直方向下方倾斜±20°左右。并且，也可以像安装于车体的姿态那样大致铅直地支撑被测定面板P，利用例如被上述气缸或挂着砝码的曲轴臂施加一定荷载的压头5在水平方向上施加荷载。

另外，在上述实施方式中，使用传声器12作为声音采集机构，但也可以使用对被测定面板P的振动进行电磁检测的拾音线圈、对被测定面板P的振动进行机械检测的压电元件等来代替传声器。

工业实用性

这样，根据本发明的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性的测定方法和测定装置，能够定量地测定并评价由移动荷载引起的、由于突弹跳变而产生凹陷声时的荷载和遍及外板大范围的变形举动。

附图标记说明

1 被测定面板支撑台

2 网格

3 外框

4 基准标记

5 压头

6 压头水平移动装置

7、8、9、10 数字摄像机

11 计算机

12 传声器

P 被测定面板

Claims (7)

1.一种机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法，以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，该动态拉伸刚性测定方法的特征在于，

将配置成规则格子状的网格转印到所述被测定外板的被测定部位的表面，

在所述被测定外板的被测定部位的周边配置预先明确了三维位置信息的基准标记，

以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动，并且利用多台摄像机从多个位置同时并且反复地对由于该压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄，

基于所述拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出。

2.根据权利要求1所述的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法，其特征在于，

所述按压方向是下方，

将所述压头按压于所述被测定外板的表面的荷载基于设置在所述压头上的砝码的重量来设定。

3.根据权利要求1或2所述的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定方法，其特征在于，

利用声音采集机构采集在由所述压头的荷载引起的被测定外板变形时产生的声音，将其作为声音数据输出。

4.一种机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，以规定荷载向与被测定外板的表面交叉的规定按压方向将压头按压在该表面上而使所述被测定外板变形，测定所述被测定外板的变形状态，该动态拉伸刚性测定装置的特征在于，具备：

配置成规则格子状的网格，其被转印到所述被测定外板的被测定部位的表面；

预先明确了三维位置信息的基准标记，其配置在所述被测定外板的被测定部位的周边；

压头按压移动机构，其以所述荷载将所述压头按压在所述被测定外板的被测定部位的表面上，并使所述压头向与所述按压方向正交的方向移动；

多台摄像机，其从多个位置同时并且反复地对由于所述压头的荷载而变形的所述被测定外板的表面的所述网格进行拍摄；以及，

运算机构，其基于所述多台摄像机所拍摄到的图像数据，根据与所述基准标记的对应关系来对所述网格的三维位置信息进行运算，测定伴随所述压头的移动的所述被测定外板的变形状态的变化，将其作为面板变形数据输出。

5.根据权利要求4所述的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，其特征在于，

所述按压方向是下方，

将所述压头按压于所述被测定外板的表面的荷载基于设置在所述压头上的砝码的重量来设定。

6.根据权利要求4或5所述的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，其特征在于，

具备声音采集机构，该声音采集机构采集在由所述压头的荷载引起的所述被测定外板变形时产生的声音，将其作为声音数据输出。

7.根据权利要求6所述的机动车用部件的外板的动态拉伸刚性测定装置，其特征在于，

具备动态拉伸刚性评价机构，该动态拉伸刚性评价机构基于所述面板变形数据和所述声音数据，对所述被测定外板的动态拉伸刚性进行评价。