随着汽车工业的不断发展及产能的迅速提升，整车厂对生产设备智能化提出了更高要求，车体自动识别系统（AVI）对于增强涂装车间生产智能化及提升产品质量的作用越来越重要。数据采集是AVI系统中至关重要的环节，RFID数据采集方案因其性能优势已取代条码数据采集方案，但随着RFID方案的广泛应用，其劣势也逐渐显现，故障率高、性价比低和维护困难等。新一代OIT视觉数据采集方案，凭借稳定性高、安装简便和成本低等特性，逐渐应用于各大汽车厂中。

AVI系统构成及功能

1. AVI系统构成

AVI系统由三层设备构成，分为监控层、控制层和设备层，如图1所示。监控层作为AVI系统的最高层，主要由AVI服务器、上位机、AVI数据库服务器、打印机和UPS等构成。控制层主要为分布在车间的PLC控制系统，将监控层的指令下发给机运系统和机器人系统。设备层也称为数据采集系统，用于采集、刷写橇体承载车身信息，主要设备形式包括条形码、扫描枪、载码体、RFID读写器、码盘和OIT读头等。

2. AVI系统功能

AVI系统的主要功能包括：车体识别、车辆跟踪、路由控制、生产统计、橇体清理以及对车身生产过程信息、质量信息、产量信息和故障信息进行实时记录，并输出相关报表实现智能化生产。 

具体AVI系统功能结构如图2所示。

常用数据采集方案

AVI系统主要功能在于对橇体承载车身信息的读取与刷写，因此数据采集工作在AVI系统中起着至关重要的作用。因涂装工艺的特殊性，车体信息载体要经过前处理、电泳、烘干和喷漆等高污染、高温的环节；怎样保证车体信息载体能够在恶劣环境中稳定保存车体信息并进行有效的数据采集，一直是AVI系统难以解决的问题。下面对常用的几种数据采集方案及其优缺点进行分析。

1.条形码解决方案

作为最早的数据采集方案，采用条形码识别系统，需要在焊装车间过来的白车身上粘贴代表车体特征信息（车型、颜色和质量）的唯一性编码——条形码，通过扫描枪读取条码信息。由于涂装车间生产设备的特殊性，条码要在涂装车间经过前处理、电泳、高温和喷漆等恶劣环境，因此要求条码必须具备耐腐蚀、耐高温等特性。因条码具有不可重复使用、易损坏和成本高等不利因素，已逐渐退出涂装AVI市场。

2. RFID解决方案

RFID解决方案凭借可读写性、非接触式工作和系统简单等优点已被用户广泛采用。RFID系统中射频标签作为数据载体，直接安装在滑橇底部，在滑橇承载车身经过车型信息读写工位时，安装在此处的天线站依照PLC指令对射频标签进行读写操作，具体形式如图3、图4所示。RFID系统的可靠性和稳定性一直备受关注，尤其在汽车高温涂装环节。数据载体为电子类产品，在通过高温环境（200℃）时，数据容易丢失，造成严重的系统错误，数据载体可靠性也逐年显著降低。因高温载体成本一直居高不下，造成用户后期系统维护成本大大提高。

OIT视觉车体自动识别系统方案

1. OIT系统优势及产品说明

OIT作为新一代汽车涂装车间AVI系统数据采集解决方案，是一套高可靠性、低成本的自动识别系统。条码信息经过特殊编码，制作在不锈钢金属载体上（钢码）并将钢码安装在滑橇底部，安装在车身信息读取工位的OIT读头通过图像处理技术读取金属载体上的条码信息，并将条码信息上传AVI服务器进行数据处理，由此完成数据采集任务，如图5所示。OIT系统具有高温环境工作（500℃）、使用寿命长、稳定性强、低成本、使用简单、模块化结构、控制简单以及与上位系统快速连接等多项优点。OIT系统采用图像处理技术，作为车身识别的信息载体不再是电子类产品，取而代之的是金属码盘形式。通过内置的高速图像处理设备，稳定可靠地解决金属码盘信息。通过光学识别的方式，避免了高温对信息载体的致命性影响，从而提高了整个系统的稳定性。该金属码盘维护简单、制作方便且价格便宜，给用户带来了极大的经济效应。

2. OIT系统结构及工作流程

滑橇承载车身运行至车身信息读写工位，滑橇触发滑橇检测传感器，PLC检测到滑橇下发指令打开红外闪光灯光源进行补光，OIT照相读头开始进行照相，OIT control软件对捕捉图像进行处理解码，将解码结果通过交换机上传至AVI服务器系统，AVI服务器依照解码结果在服务器数据库中查找对应的车身信息，并按照PLC系统指令对相对应的车身信息进行读写操作，并将车身信息下发至PLC系统，PLC系统将获取的车身信息下达至机运PLC控制系统、机器人PLC控制系统和电泳PLC控制系统等相应需要车身信息的控制系统，如图6所示。AVI上位机实时对AVI服务器车身信息处理结果进行显示。

3. OIT系统解码过程

在OIT系统解码过程中，如何获取清晰的钢码图像是决定解码成败的关键因素。橇体上钢码随车身经过涂装车间的每个工位，因橇体携带水会滴落在OIT读头上，需在前处理工位配置压缩空气吹扫装置，实时保证OIT读头清洁，以保证摄取图像清晰有效。涂装车间喷漆工位漆雾会造成钢码堵塞，故将钢码安装于橇体底部，避免漆雾沉积造成钢码堵塞影响解码效果。在各封闭室体工位，因工作环境灰暗，会造成照相单元无法获取清晰图像，在OIT读头上增加辅助光源，使得摄取图像清晰有效。在获取有效图像后，OIT读头将码盘照片上传至“OIT control”软件，软件依照设定程序对图像进行处理分析。每一个“灰色块”表示一个穿孔，为“1”，“A”为“寻址空位”，用于确定码盘位置和方向；每一个码盘的寻址空位都是一样的；“B”为“数据孔位”，OIT读头读取条码数据信息并上传PLC；“C”为“CRC校验孔位”，用于数据校验信息防止误读，不输出给PLC，如图7、图8所示。OIT control软件首先进行灰度值计算，排列出每个穿孔位置，通过“寻址孔位”确定码盘的位置和方向，确定“数据孔位”和“校验孔位”，“数据孔位”得出数据信息并计算出校验码，“校验孔位”得出校验码，两个校验码进行比较，比较一致，输出条码数据信息；比较不一致，进行报警示错。

结语

汽车行业的迅速发展使得制造工业技术高速提升，汽车生产已逐渐进入智能化生产时期。汽车涂装车间AVI系统的数据采集方式由最开始的条码方案发展为RFID方案。但由于汽车涂装车间生产环境恶劣，RFID方案的缺陷也逐渐凸显，给客户带来了困难及损失。基于图像视觉识别原理提出的OIT视觉解决方案，有效地解决了RFID方案的问题。OIT 视觉解决方案在实现涂装车间智能化生产中起到了至关重要的作用，系统稳定可靠、性价比高，逐渐被用户所采用。