解决行业挑战：CP Industries使用ProMetric成像光度计和TT-HUD软件为平视显示器挡风玻璃提供交钥匙测试系统

智能文字提取功能测试中

解决行业挑战：CP Industries使用ProMetric成像光度计和TT-HUD软件为平视显示器挡风玻璃提供交钥匙测试系统摘要随着平视显示器（HUD）在汽车市场的出现和发展，CP Industries已做好准备，能够满足作为HUD系统组成部分的挡风板测试的需求。然而，根据汽车行业和OEM规范报告HUD视觉质量的客观测量对于传统的检测设备和软件来说是一项挑战。随着公司开始开发新的HUD测试系统，CP Industries希望优化组件，以满足HUD玻璃检测的先进要求，并解决更多客户的开箱即用挑战。挑战为HUD玻璃检测设计一个完全集成的自动化测试系统，满足汽车玻璃制造商的独特要求。机遇用为行业标准HUD测试开发的光度测量设备和软件取代HUD玻璃测试系统中的机器视觉相机和软件。提高开发速度和系统灵活性，同时继续提供客户所需的数据。解决方案组件Radiant Vision Systems的ProMetric Y成像光度计和TT-HUD软件。HUD玻璃测试要求汽车HUD系统将虚拟图像投影到车辆的挡风玻璃上，在几米的感知距离内通过玻璃进行可视化。这使驾驶员在驾驶时能够在视线范围内查看速度和导航等信息，从而减少了将视线从道路上移开的需要。由于挡风板充当HUD系统的光学组件，因此HUD的视觉性能可能会受到投射和查看信息的玻璃的显著影响。挡风玻璃形式、层压、层厚度和楔角的变化可能导致可见缺陷，当通过玻璃观看时，这些缺陷表现为HUD虚像的尺寸失真或重影（复制）。HUD测试的要求基于行业标准测试参数和公式，以及整个HUD生态系统（从玻璃制造商到投影系统制造商）的供应商须满足的OEM规范要求。CP Industries的项目工程师Cruz Palafox表示：“我们的玻璃客户收到了汽车OEM的测试要求，这些要求一直在变化。”。“我们也处理过客户没有任何规格的情况，我们必须尝试开发一些东西来满足他们的要求。”为了进行完整的检查，须测量的视觉标准的数量增加了HUD测试的复杂性。HUD玻璃测试了几个主要缺陷类别——例如，失真和重影。每个缺陷类别的测试要求可能有所不同，但基本上包括通过玻璃投影的测试图像（通常是线或点图案），以及使用图像中的坐标点计算投影图案与理想图案偏差的几何测量值的公式。每个缺陷类别都有几个须评估的质量，每个质量都使用特定的公式和方法（在行业或OEM要求中指定）进行测量。例如，HUD玻璃检查的完整失真评估可能需要10-20次计算来评估所有视觉质量，以考虑投影测试图像内的潜在偏差范围。最后，一次完整的HUD玻璃检查将输出每个评估质量的测量值（数据点）。阈值可用于根据检测到的缺陷的类型或严重程度（如测量值所示）在自动测试过程中通过和不通过玻璃。通过挡风玻璃测试视觉HUD性能的示例，使用摄像头系统进行自动视觉检查。使用成像和软件优化效率   检查HUD玻璃的尺寸缺陷需要对HUD投影（由相机拍摄的图像）有空间理解，并能够定位和比较投影测试图像上的几个坐标点（图像分析，通常由软件执行）。*针对每个眼盒位置执行。CP Industries项目工程经理Connor Cassidy解释道：“我们开始使用机器视觉相机，这就是我们如何建立与凸轮时代合作的基础。”。“客户希望我们能够在玻璃上查看不同的东西，从条形码标签到二维码，再到安装在玻璃上的组件。”随着公司朝着HUD测试系统的发展，机器视觉相机继续为通过挡风玻璃可视化完整的HUD投影提供成像优势。可以在机器视觉软件中分析图像，以提供必要的信息，如测试图像特征（线和点）的坐标位置，用于失真和重影检查所需的计算。CP Industries的控制工程师Andrew Early表示：“我们从HUD测试模式中捕获尺寸数据，并将捕获的数据发送回Excel作为报告。”。但与读取条形码或检测组件不同的是，在一次HUD玻璃检查中处理图像和应用标准广度分析对机器视觉系统来说很吃力。正如Early所解释的那样，“我们在最初的机器视觉相机中遇到的最大问题是内存空间有限，以及可以同时输出的数据量。这意味着我们的程序须限制在一定数量的工具内。”限制和重新整理机器视觉系统的数据输出是一个潜在的解决方案，但增加了开发工作。Early说：“我须从根本上分解我的数据输出，这需要更多的时间。”。如果客户要求保存和存储每个HUD分析的图像以进行验证和报告，则数据管理将成为一个更大的问题。一旦输出了数据，就需要解决最后一个挑战——将独特的公式应用于数据，以计算HUD玻璃评估的测量值。Early回忆道，“最初，我们在Excel方面进行后期处理。我们自己以Excel格式开发了检查测试程序，包括HUD玻璃检查的所有公式。但这增加了我们的周期时间。”此外，如果客户现场的操作员在测试系统交付后解锁Excel文件，数据或公式的意外编辑或使用可能会导致测试报告的输出测量值出现错误。随着CP Industries的工程团队开始开发他们的第七代HUD玻璃测试系统——HUDSON测试系统——优化效率是关键。通过更换原始的机器视觉成像系统和软件，该团队可以简化数据管理，减少开发时间和复杂性，并最终将更短的交付周期、周期和可用性改进传递给客户。CP Industries从Radiant Vision Systems中选择了一种科学的HUD测量系统，以取代其新HUDSON系统中的机器视觉相机和软件。作为汽车光源和显示器的测试和测量提供商，Radiant通过在OEM和供应商层应用光度和色度成像系统进行HUD测试，建立了HUD测量标准的基本基础。Radiant的HUD测量解决方案包含了美国汽车工程师学会（SAE J1757-2）规定的标准测试标准，以及围绕独特的客户应用要求开发的功能。Ra diant的系统用于测试光度质量，如亮度、色度和对比度，以及失真、翘曲和重影的尺寸检查。用于这些分析的高分辨率、科学级ProMetric成像系统能够处理重要的数据处理和输出需求，并为基于图像的测量提供机载图像处理和高级计算。CP Industries将Radiant的ProMetric Y成像光度计集成到其HUDSON测试系统中，以处理HUD玻璃检测的图像捕获和处理。此外，ProMetric系统的数据使用Radiant的TT-HUD软件平台进行分析，这是一个专门为汽车HUD的自动视觉检查开发的测试套件和用户界面。TT-HUD提供所有数据采集和分析功能，包括基于标准公式测量HUD投影质量的内置计算。CP Industries的HUDSON测试系统满足了客户对HUD玻璃检测的完整要求，可以作为全自动生产线的一部分，也可以用于离线测量。Early回忆道：“我不得不从头开始对Radiant开箱即用提供的所有测试进行编程。每当客户需要进行一个小的更改时，它就会大大地影响我所做的编程，并要求我重新调整每一件事。”。“Radiant系统在内部完成所有图像和数据处理，而不必在后处理中管理数据的计算。Radiant的灵活性和对不同测试要求的适应性是另一个优势。”ProMetric Y成像光度计捕捉完整HUD投影的图像，并使用TT-HUD软件中的一套HUD测量测试提供车载图像处理和分析。通过Radiant系统形成的成像处理和计算，发送到客户测试报告的数据是最终输出数据，并预先应用所有公式。这不仅降低了调整Excel报告时出错的风险，而且不需要开发额外的流程来管理数据，从而减少了每次测试的周期时间和整个系统的开发时间。Palafox说：“我们的主要目标之一是循环时间。自从加入Radiant系统以来，我们肯定看到了速度的提高。”。“这使我们有更好的交付周期为客户提供机器，从系统的24周左右到14周左右。”展望未来，Radiant的专业知识和一系列测试功能可用于扩展和开发操作测试系统，以解决HUD玻璃测试中的一系列新标准。这使CP Industries能够满足更多样化的需求，并在未来为其汽车和玻璃客户承担新项目。Palafox解释道：“我们有能力进行以前没有进行过的某些测量，但使用Radiant，我们可以很容易地进行。以前，我们可以进行重影和图像旋转的基本测试，但不能进行动态几何测量。如果我们达到须测量更多规格的地步，Radiant相机似乎能够进行更多的测试。我们现在可以处理这一问题，而其他相机选项的限制要大得多。”利用机器人和光学优化重复性HUD投影的视觉性能可能会受到观看角度和位置的显著影响。Eyebox是HUD玻璃测试的一个重要因素，它考虑了驾驶员眼睛所在的空间体积，以可视化HUD投影。HUD测试要求中可能会规定成像系统的位置和旋转，以考虑眼盒的位置，从而模拟驾驶员可能的高度和位置。这些变化可能会影响缺陷的出现，如HUD投影的光通过各种挡风玻璃层反射和折射时产生的失真和重影，并受到楔角（挡风玻璃内层和外层之间的角度）的影响。对于CP Industries来说，满足角度和位置的测试要求意味着他们需要在HUD玻璃测试系统中构建运动。HUD眼盒示意图——在该区域内，HUD虚拟图像通过挡风玻璃完全可见。Palafox表示：“我们从三个固定定位的机器视觉相机和一个HUD投影仪开始，它们在测试过程中移动。”。然而，事实证明，移动投影仪对于重新泥炭检查是有问题的。Early解释道：“集成在车内的HUD投影仪预计每月调整10秒。”。“而在生产环境中，它每10秒就会上下移动一次，电机每天24小时运行。”这种移动很快就会耗尽HUD投影系统。在他们的HUD测试系统的设计中，CP Industries团队通过完全取消HUD投影仪来解决这个问题。相反，他们添加了一个LED，以模拟通过自定义金属光栅投射时的投影，以及控制检查相机位置的机器人。Palafox解释道：“我们制作了一个带有测试图案的盘子（客户通常会指定），后面是发光二极管，通过盘子发光，将图案投射到玻璃中。”。“我们安装在HUDSON机器上的LED的使用寿命长达10年。现在，摄像头时代正在取代投影仪。与每一到两个月购买一台新投影仪相比，这对玻璃公司来说是一个巨大的好处。”使用Radiant ProMetric成像光度计，该团队还能够减少HUDSON系统中的设备，消除了以前确保测试系统性能所需的组件。正如Cassidy所解释的，“我们过去在测试系统中有一个亮度计，以确保LED发出足够的光用于测试投影。但现在我们不需要了。”作为一台光度相机，ProMetric Y除了可以捕捉尺寸HUD检查数据外，还可以捕捉绝对亮度值（cd/m2）。由于有这么多组件的移动和旋转，HUDSON测试系统的设计需要考虑到可能影响相机系统、光学器件和机器人与HUD玻璃和投影的错位的变量。CP Industries团队在HUDSON系统中添加了一个自动匹配校准程序，使用相机上方的目标板，由LED照明，以创建理想HUD投影测试图像的黄金样本。Early解释道：“校准可以确保机器人没有磨损，凸轮时代没有损坏，机器没有移动或改变。”。“上面的目标板用于在每次测试运行开始时进行校准。如果怀疑机器没有提供准确的数据，客户可以返回该校准板进行校准验证。”根据测试和校准中的位置变化进行调整意味着成像系统需要快速适应新的光学参数，特别是相机焦距。HUD虚拟图像投影到离驾驶员位置几米远的地方，与车外环境保持一致。考虑到额外的眼盒测试要求，随着机器人将相机移动到不同的位置，成像系统的焦点设置将不得不针对不同的HUD投影深度进行更改。无论这些变化如何，成像系统都须确保清晰准确地拍摄测试图像，以便在所有眼盒位置实现一致的测量性能。将Radiant ProMetric Y成像光度计集成到他们的HUDSON系统中，CP Industries能够实现相机电子镜头的优势，实现精确和可重复的焦点设置。在自动测量过程中，ProMetric成像光度计的焦点和光圈设置可以通过软件远程调整，并动态适应不同的测试位置。电子镜头还可以使用HUDSON的校准目标板对测试系统进行快速、免提的校准。Early表示：“有了电子镜头，当你四处移动相机时，就不用那么担心了。”“机器人会振动，维护技术人员可能会清洁系统等。但你不必担心有人移动镜头和移动你的焦点，这会严重影响你的测量。”电子镜头可以通过软件快速远程调整相机的焦距和光圈，以匹配HUD的精确投影距离。ProMetric成像系统在工厂为各种工作距离和光圈设置的每个镜头进行校准。Palafox补充道：“使用机器视觉相机，我们在对焦和找到与投影的正确距离方面遇到了很多问题。然后，我们不得不进去手动调整镜头。”“如果你稍微移动一下镜头，你可能会失去焦点，这将是一个很大的麻烦。Radiant的电子镜头在测试系统的设置过程中也为我们节省了时间——这是缩短交付周期的一大优势。”Radiant ProMetric成像系统将电子透镜与TT-HUD中的全自动测试测序相结合，为多个视觉检查参数的通过/失败分析提供了理想的在线HUD测量解决方案。凭借内置的API和SDK，TT-HUD还支持与机器人和自动化设备或制造系统的集成，为测试系统开发提供了极大的灵活性，以满足未来客户的各种需求。总结CP Industries致力于创新，不断优化其HUD玻璃测试系统，为客户提供全面的解决方案。从满足完整的HUD测试规范，到开发自定义测试例程，再到设计自动化以适应每条独特的生产线，CP Industries的系统旨在做更多的工作，以便客户能够专注于生产适用于HUD应用的玻璃产品。在Radiant Vision Systems的HUD测量技术的帮助下，CP Industries的交钥匙解决方案现在利用强大的功能来完成HUD检查任务，包括HUD软件工具、多功能光度成像、电子光学、机器人等。通过在其新的HUDSON系统中用Radiant的ProMetric成像光度计和TT-HUD软件取代机器视觉系统，CP Industries简化了开发，减少了设备，并改进了功能。这些优化使该公司能够将改进的交付周期、测试速度、成本效益和能力传递给其客户群，这说明了为什么CP Industries被如此多的人选择用于支持汽车制造及其他领域的工具系统。