基于顯揚科技自主研發(fā)3D機器視覺HY-M5在汽車外觀檢測的應用
發(fā)布時間：2023-05-08 17:08:33 作者：顯揚科技
行業(yè)現(xiàn)狀：
隨著社會的發(fā)展，汽車行業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱行業(yè)。經(jīng)濟的增長，帶動需求增加，推動產(chǎn)業(yè)升級，在汽車核心技術(shù)更迭革新和產(chǎn)業(yè)鏈完善重塑的大背景下，人們對汽車的加工工藝提出了更高的要求。
傳統(tǒng)的汽車外觀檢測對人工依賴程度高，但因為汽車結(jié)構(gòu)的復雜性，一輛車上的檢測點通常多達上百個，人工檢測不僅耗時較長，而且檢測容易受疲勞、操作經(jīng)驗等主觀因素的影響，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
目前，汽車行業(yè)的自動化程度較高，一些國內(nèi)外知名車企，如特斯拉、寶馬、大眾等，已經(jīng)在汽車零部件組裝、檢測等核心生產(chǎn)線上嘗試使用3D機器視覺替代人工作業(yè)并取得成效，實現(xiàn)了檢測自動化與精密化，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。其他車企也在積極探索挖掘3D視覺方案的潛力。
與此同時，3D機器視覺相關(guān)技術(shù)和算法也在不斷進步，3D傳感器的性能持續(xù)提高，3D點云處理算法更加精準高效，3D特征提取和匹配等技術(shù)日趨成熟，為三維機器視覺設備在汽車行業(yè)的廣泛應用創(chuàng)造了有利條件。
難點：
1.效率較低：汽車生產(chǎn)加工工藝復雜，一輛汽車的檢測點多達上百個，且傳統(tǒng)的人工檢測方式有賴于操作者的經(jīng)驗與主觀判斷，檢測時間長，難以適應大規(guī)模的生產(chǎn)需求；
2.精度較低：人工檢測的方式容易產(chǎn)生疏忽和誤判，不同操作者的檢測結(jié)果可能差異較大，且人眼生理結(jié)構(gòu)的限制使人無法識別微米級別的缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量易出現(xiàn)波動，難以實現(xiàn)高標準的產(chǎn)品把控；
3.成本較高：在人口紅利逐漸減退的背景下，大量的人工檢測必然導致較高的人力成本；
4.自動化程度低：人工檢測的數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)規(guī)模化與數(shù)字化，難以為汽車工藝優(yōu)化提供強有力的數(shù)據(jù)支撐，且與其他自動化生產(chǎn)設備聯(lián)系緊密程度低，難以建立數(shù)字化和智能化的全自動生產(chǎn)模式，實現(xiàn)大規(guī)模量化復刻。
解決方案：
與人工檢測相比，三維機器視覺系統(tǒng)可以對汽車更全面、更細致的檢測。它不僅可以檢測車身清潔度、完整性，還可以檢測車門、車輪、車燈、涂裝線標簽、冷藏器、車窗和零部件的尺寸規(guī)格、位置和外觀缺陷。
顯揚科技自主研發(fā)的高速高清三維機器視覺設備HY-M5，是汽車外觀檢測的理想解決方案。產(chǎn)品的視野范圍達到529x362mm~1164x979mm，可覆蓋絕大多數(shù)核心零部件的中等視野，可實現(xiàn)快速掃描和檢測，無需頻繁調(diào)整設備視角和位置；測量精度達到微米級，能檢測出人眼難以覺察的微小缺陷，并在短時間內(nèi)通過相機獲取汽車外觀圖像，實時構(gòu)建點云模型，確保汽車外觀檢測的質(zhì)量標準，大幅提高生產(chǎn)效率，為汽車制造企業(yè)創(chuàng)造持續(xù)、深刻的競爭優(yōu)勢，推動3D視覺等新興技術(shù)在汽車工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應用。
步驟：
1.顯揚科技高速高清三維機器視覺設備HY-M5掃描速度為10Hz~300Hz，視野范圍達1164x979mm，視野覆蓋范圍廣，能快速完成汽車多角度的3D掃描，獲取汽車顏色等外觀表征信息；
HY-M5自主研發(fā)的圖像處理平臺，具有高精度配準算法，可實時接收并處理來自相機的圖像數(shù)據(jù)，對3D點云數(shù)據(jù)進行過濾、去除噪點、提取3D特征，構(gòu)建汽車外觀的三維點云模型；利用CAD數(shù)據(jù)對比檢測外觀缺陷，缺陷檢測結(jié)果回饋值修正系統(tǒng)；
3.將三維點云數(shù)據(jù)進行降維處理并映射二維深度圖，基于處理后的3D點云和2D圖像，系統(tǒng)可以自動將檢測項目的尺寸、形狀、顏色等特征與設定的正常值進行對比，定位汽車外觀缺陷信息；
方案優(yōu)勢：
1.精度高：顯揚科技的3D視覺設備HY-M5的成像精度高達0.01mm，判斷缺陷檢測信息正確率高達99%，可實現(xiàn)高精度檢測識別；
2.耗損少：非接觸的三維成像檢測，能規(guī)避因接觸待測件而導致的磨損，且相較于接觸式測量，更加靈活，可采集多角度的位置，獲取汽車外觀的完整數(shù)據(jù)；
3.效率高：機器檢測速度快、準確率高，能大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足高產(chǎn)能需求；
4.回報高：HY-M5可與各類自動化輸送系統(tǒng)集成對接，可快速實現(xiàn)項目生產(chǎn)部署；并且最大限度減少人工參與，降低企業(yè)人工成本；使用3D視覺設備替代人工檢測，提高了產(chǎn)能與產(chǎn)品質(zhì)量，減少了報廢損耗，這可以抵消底數(shù)投入，加快投資回收，助力企業(yè)邁入智能化生產(chǎn)時代，占領(lǐng)更大的市場先機。
顯揚科技由香港中文大學博士團隊創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機器視覺系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機器視覺設備精度能達亞微米級，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，可實現(xiàn)高效率機器人引導，以及工業(yè)檢測與測量。顯揚科技的產(chǎn)品主要應用在對采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導體產(chǎn)業(yè)等。
