CN113029035A - 一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，包括：步骤1、激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描，以获取基准数据建立点云基准值；步骤2、激光线扫仪获取待检结构件几何位置信息，建立三维点云数据；为数据比对做准备；步骤3、对获取的三维点云数据预处理，剔除原始点云中的错误点；在数据处理完成后建模，待检结构件数据与标准结构件参照点数据进性比对，获取工件合格性判定数据。本发明通过激光线扫仪获取结构件的几何位置信息，将这些数据与标准结构件参照点数据进性比对，能够获取工件合格性判定数据。
Description
技术领域
本发明属于汽车钣金结构件检测技术领域，更具体的说是涉及一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法。
背景技术
对于汽车配件厂存在多品牌、多车型的外协件加工，每个型号必须配备一套传统模具及量规进行检测，同时也存在磨损模具修复的需求，存在人工检测误检等问题，企业在模具方面投入较大，投入、维护量、检测准确性都是传统汽车钣金结构件模具检测中的难点。
因此，如何提供一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，针对上述传统模具检测方法所存在的不足之处，本发明提供了一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，以解决目前传统汽车钣金结构件模具检测存在问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，包括如下步骤：
步骤1、激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描，以获取基准数据建立点云基准值；
步骤2、激光线扫仪获取待检结构件几何位置信息，建立三维点云数据；为数据比对做准备；
步骤3、对获取的三维点云数据预处理，剔除原始点云中的错误点；在数据处理完成后建模，待检结构件数据与标准结构件参照点数据进性比对，获取工件合格性判定数据。
优选的，利用激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的基准数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个基准数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个结构件表面的点云基准值。
优选的，步骤2中，激光线扫仪获取待检结构件几何位置信方法为：将激光线扫仪固定在龙门架移动台上，控制龙门架上安装的电机，使移动台上的激光线扫仪做轨迹运动，模拟待检测结构件水平投影面外形轨迹，激光线扫仪提供竖直方向测量数据，进而用激光线扫仪实现结构件面型的三维测量。
优选的，步骤2中，建立三维点云数据的方法为：经过安装于龙门架上的激光线扫仪的激光发射器对待检结构件发射激光脉冲，位于激光线扫仪器上的激光接收器检测到目标反射的激光脉冲，发射光路、反射光路、激光发射器与接收器连线共同构成三角形，通过三角算法测量原理获得结构件表面一条线的三维点云数据。
优选的，利用激光线扫仪对待检结构件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的线三维数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个线三维数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个待检结构件表面的三维点云数据。
优选的，三维点云数据获取完毕之后，对获取的三维点云数据进行拼接、去噪、分类、滤波方式预处理，应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点，对三维点云数据进行识别分类,输出预处理后的点云数据。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明方法具有便捷性。因由于龙门式运动轨迹可设置性，保证了检测台装置的通用性，检测不同汽车结构件只需调整检测台基准点改变龙门运动轨迹即可，无需更换底台和激光线扫仪，无换模时间。
(2)本发明方法能够大大减少企业检测模具投入，检测过程不受金属结构件形状的限制，无需根据结构件型号定制特有检测模具，在满足企业生产节拍的情况下，单套设备即可完成传统多套模具工作量。
(3)本发明方法和传统测量技术比较，所采用的激光线扫技术、龙门导轨及特有的移动台，具备高的精准度、高的分辨率、速度快等几种运用优点，可以在较短的时间内获取多型号结构件的高精度、高密度点云数据。
(4)本发明方法有较强的环境适应能力，能够对大面积或者是表面繁杂的物体实施准确的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明龙门式汽车钣金结构件三维测量结构示意图。
图2附图为本发明激光线扫仪的光路图。
其中，图中：
1-激光线扫仪；2-工件定位检测台；3-发射光路；4-反射光路；5-扫描反射线；6-待检结构件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1-2，本发明提供了一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，包括如下步骤：
步骤S1、制作通用型可调式工件定位检测台2；制作可调节带导轨的龙门架，用于支撑激光线扫仪1，电源及导轨；开发控制软件同步激光线扫仪运行轨迹；激光线扫仪通过龙门支架定轨转动，对工件结构外形扫描。
步骤S2、激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描，以获取基准数据建立点云基准值；
步骤S3、激光线扫仪实现非接触式高速激光三角测量方式获取待检结构件6几何位置信息，建立三维点云数据；为数据比对做准备；
步骤S4、对获取的三维点云数据预处理，剔除原始点云中的错误点；在数据处理完成后建模，待检结构件6数据与标准结构件参照点数据进性比对，获取工件合格性判定数据。
在步骤S2中，利用激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的基准数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个基准数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个结构件表面的点云基准值。
在步骤S3中，激光线扫仪获取待检结构件6几何位置信方法为：将激光线扫仪固定在龙门架移动台上，控制龙门架上安装的电机，使移动台上的激光线扫仪做轨迹运动，模拟待检测结构件水平投影面外形轨迹，激光线扫仪提供竖直方向测量数据，进而用激光线扫仪实现结构件面型的三维测量。
在步骤S3中，建立三维点云数据的方法为：经过安装于龙门架上的激光线扫仪的激光发射器对待检结构件发射激光脉冲，位于激光线扫仪器上的激光接收器检测到目标反射的激光脉冲，发射光路3、反射光路4、激光发射器与接收器连线共同构成三角形，通过三角算法测量原理获得结构件表面一条线，即扫描反射线5上的三维点云数据。
利用激光线扫仪对待检结构件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的线三维数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个线三维数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个待检结构件表面的三维点云数据。
尽可能多的获取实体相关信息。使用激光线扫结合运动方程得到规则扫描数据，激光线扫仪获取标准件的几何位置信息，建立点云基准值。激光线扫仪获取待检结构件几何位置信息，建立三维点云点云。
在步骤S4中，三维点云数据获取完毕之后，对获取的三维点云数据进行拼接、去噪、分类、滤波方式预处理，应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点，对三维点云数据进行识别分类,输出预处理后的点云数据。在数据处理完成后用结构件表面的点云数据建立点云强度信息模型对待检结构件表面的几何尺寸进行测量，通过待检结构件数据与标准结构件参照点数据进性比对，获取工件合格性判定数据。
本发明具有以下优点：
(1)本发明方法具有便捷性。因由于龙门式运动轨迹可设置性，保证了检测台装置的通用性，检测不同汽车结构件只需调整检测台基准点改变龙门运动轨迹即可，无需更换底台和激光线扫仪，无换模时间。
(2)本发明方法能够大大减少企业检测模具投入，检测过程不受金属结构件形状的限制，无需根据结构件型号定制特有检测模具，在满足企业生产节拍的情况下，单套设备即可完成传统多套模具工作量。
(3)本发明方法和传统测量技术比较，所采用的激光线扫技术、龙门导轨及特有的移动台，具备高的精准度、高的分辨率、速度快等几种运用优点，可以在较短的时间内获取多型号结构件的高精度、高密度点云数据，检测过程不受金属结构件形状的限制，能够广泛应用于汽车制造模具检测领域，解决了汽车企业钣金结构件检测的众多难点。
(4)本发明方法有较强的环境适应能力，能够对大面积或者是表面繁杂的物体实施准确的测量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描，以获取基准数据建立点云基准值；
步骤2、激光线扫仪获取待检结构件几何位置信息，建立三维点云数据；为数据比对做准备；
步骤3、对获取的三维点云数据预处理，剔除原始点云中的错误点；在数据处理完成后建模，待检结构件数据与标准结构件参照点数据进性比对，获取工件合格性判定数据。
2.根据权利要求1所述的一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，利用激光线扫仪对标准结构件参照件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的基准数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个基准数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个结构件表面的点云基准值。
3.根据权利要求1所述的一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，步骤2中，激光线扫仪获取待检结构件几何位置信方法为：将激光线扫仪固定在龙门架移动台上，控制龙门架上安装的电机，使移动台上的激光线扫仪做轨迹运动，模拟待检测结构件水平投影面外形轨迹，激光线扫仪提供竖直方向测量数据，进而用激光线扫仪实现结构件面型的三维测量。
4.根据权利要求3所述的一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，步骤2中，建立三维点云数据的方法为：经过安装于龙门架上的激光线扫仪的激光发射器对待检结构件发射激光脉冲，位于激光线扫仪器上的激光接收器检测到目标反射的激光脉冲，发射光路、反射光路、激光发射器与接收器连线共同构成三角形，通过三角算法测量原理获得结构件表面一条线的三维点云数据。
5.根据权利要求4所述的一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，利用激光线扫仪对待检结构件进行扫描测量，每次获取结构件表面一条线的三维数据；龙门架上安装的电机带动激光线扫仪按对不同被测结构件预先设定好的轨迹运动，同时记录激光线扫仪的运动位置和该位置处的线三维数据，直至历遍整个结构件表面，通过将多个线三维数据与激光线扫仪运动轨迹数据结合从而得到整个待检结构件表面的三维点云数据。
6.根据权利要求5所述的一种龙门式汽车钣金结构件三维测量方法，其特征在于，三维点云数据获取完毕之后，对获取的三维点云数据进行拼接、去噪、分类、滤波方式预处理，应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点，对三维点云数据进行识别分类,输出预处理后的点云数据。
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