準備購買(mǎi)德國慕尼黑BMW公司汽車(chē)的顧客都有著(zhù)最為挑剔的眼光，要求汽車(chē)能裝備最為精密的儀器。近年來(lái)，隨著(zhù)客戶(hù)對于“平視顯示器”（HUD）的需求量的逐漸上升，BMW需要找到適合HUD的質(zhì)量控制系統。該系統要不僅能保證高度的安全性，而且能和生產(chǎn)線(xiàn)的速度相適應。

    在BMW的生產(chǎn)基地，5系和6系車(chē)型的生產(chǎn)線(xiàn)上目前安裝的就是HUD的質(zhì)量控制系統，該系統堪稱(chēng)當今工業(yè)圖像處理的典范。

BMW駕駛者的全新駕車(chē)體驗

    HUD能夠為駕駛者帶來(lái)諸多便利，因此客戶(hù)對其需求與日俱增。HUD是為駕駛者提供信息的設備，由西門(mén)子威迪歐汽車(chē)電子公司（Siemens VDO Automotive）研發(fā)和生產(chǎn)。HUD的圖像投影器通過(guò)一排光學(xué)反射鏡，把虛擬圖像投射到汽車(chē)擋風(fēng)玻璃之上，成像位置在駕駛者視野前方2米處。因此駕駛者就能很容易看到一切有關(guān)汽車(chē)和導航的重要信息。這就保證了駕駛者以最佳的方式獲取信息，并且把對注意力的干擾降至最小。

    即使HUD的位置有微小的偏離也會(huì )影響駕駛者對周?chē)h(huán)境的感知，如道路標志、房屋的垂直線(xiàn)和車(chē)庫的入口。

圖像質(zhì)量：決定性標準

    汽車(chē)中投射圖像的質(zhì)量是決定HUD能否被用戶(hù)接受的重要標準。德國慕尼黑的BMW決定在最新的5系和6系車(chē)型中，把HUD作為可選組件進(jìn)行推廣，并對此十分重視。因此，BMW研究創(chuàng )新中心的技術(shù)整合部門(mén)需要一套專(zhuān)門(mén)而精確的質(zhì)量控制系統。事實(shí)上，當時(shí)并沒(méi)有一套合適的以圖像處理為基礎的質(zhì)量控制系統。這就意味著(zhù)，在很短的期限內，BMW要研發(fā)出一套全新的系統。

嶄新的解決方案

    控制HUD圖像質(zhì)量的檢測手段已經(jīng)在實(shí)驗室中研發(fā)成功，但是要真正應用到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，還有很多工作要做。這方面的研究給質(zhì)量控制系統的初步準備階段提供了重要的目標規格參數。進(jìn)一步增加技術(shù)難度的是，質(zhì)量控制系統必須協(xié)調擋風(fēng)玻璃和裝置在車(chē)中的HUD圖像投射之間的交互作用。即使在裝備完成的汽車(chē)中這方面有一點(diǎn)微小的缺陷，汽車(chē)也不能下線(xiàn)。

    在獲得的系統設計規格參數的基礎上，BMW的技術(shù)整合部門(mén)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TI）聯(lián)系了多家機器視覺(jué)系統供應商以尋找一種基于圖像處理的解決方案，以便運用到HUD的質(zhì)量控制系統中。在2002年年中，TI決定與康耐視公司的系統集成合作伙伴(PSI) Gefasoft股份有限公司進(jìn)行合作。BMW的負責人員是因為Gefasoft系統解決方案體現的先進(jìn)技術(shù)方法而做出合作決定的。

計時(shí)和可追溯性

    系統首先必須確定測量參數，然后在不影響生產(chǎn)的情況下快速有效的進(jìn)行檢測。生產(chǎn)線(xiàn)的計時(shí)頻率決定了可用于檢測的時(shí)間。當然，HUD的整個(gè)檢測系統必須在預定的時(shí)限內運行，而且能夠檢測相應數目的車(chē)輛，這樣才能證明經(jīng)濟上的可行性。檢測系統必須同時(shí)適用于左、右座駕駛的車(chē)輛。此外，HUD的檢測系統必須具有完全的可追溯性，相關(guān)信息也需要輸入公司的整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò )中。

精確和客觀(guān)

    HUD的檢測系統最終提供的數據必須是客觀(guān)的，在質(zhì)量評估和鑒定方面必須有很高的精確度和可靠性?？尚行匝芯亢晚椖康挠媱濍A段已經(jīng)明確的表明，只有基于PC的高性能圖像處理系統才成勝任這樣的工作。系統需要有高性能的硬件設備，而且為了在工作時(shí)保證最大限度的可靠性和精確度，必須使用視覺(jué)軟件的算法。

    BMW兩班制的流水線(xiàn)不允許出現任何的堵塞和停頓現象。對50張測試圖像的獲取和分析過(guò)程必須在不到兩分鐘的時(shí)間內完成。

    整套測試設備在汽車(chē)的生產(chǎn)過(guò)程中必須探入汽車(chē)中，并且保證處在正確和安全的位置，然后再從汽車(chē)中取出。這就意味著(zhù)在整個(gè)的測試循環(huán)過(guò)程中，圖像獲取和分析計算的時(shí)間空檔大約為30秒。

康耐視（Cognex）基于PC的視覺(jué)系統：最高的可靠性

    投射的虛擬圖像的視覺(jué)質(zhì)量有很大的差別范圍，因此對圖像的檢測就變得相當得困難。在生產(chǎn)狀況不斷改變的下，圖像的處理過(guò)程不能成為導致質(zhì)量問(wèn)題的因素。這包括在不斷改變的光照條件下 “圖像對比度”的問(wèn)題。

    康耐視視覺(jué)庫（CVL）提供的視覺(jué)工具具有很大的優(yōu)勢。它們提供了互動(dòng)的方式來(lái)獲取各種不同層次的程序和復雜的視覺(jué)軟件，包括更加精確的細節優(yōu)化選項。這使得最終的解決方案（工具的選擇、確定參數、連接和細節優(yōu)化）能夠在更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間內實(shí)現更高的安全性。

在困難條件下提供可靠的檢測

    康耐視的視覺(jué)工具根據最嚴格的標準開(kāi)發(fā)，能夠保證運行的準確度和安全性。目標圖像的最重要的細節，如邊緣、度量、角度、彎曲度和陰影，能夠被逐一明確辨認。系統會(huì )將獲取圖像的空間狀況以及這些重要細節之間的關(guān)系與實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行比較。根據所獲得的信息，目標的精確位置就能被確定下來(lái)。

    因此系統能夠以更高的穩定性、準確度和速度辨認某些細節。通過(guò)對目標圖像的輪廓和結構的同步檢測，光照條件的改變和對比度帶來(lái)的影響就能被消除。這些性能在檢測HUD圖像的變形和扭曲時(shí)被證明是行之有效的。視覺(jué)工具的功能安全性也達到了BMW規定的標準，即99%以上。

符合高標準

    圖像處理系統必須滿(mǎn)足BMW的一系列標準，康耐視公司提供的產(chǎn)品多年來(lái)一直能滿(mǎn)足這些要求。真正重要的一個(gè)問(wèn)題是整套系統能否穩定可靠的運行。在一套全面參數化的系統中不允許有任何孤立運行的系統存在。對工廠(chǎng)的技術(shù)員工來(lái)說(shuō)，最重要的是如何把圖像處理系統完整可靠的整合到工廠(chǎng)的診斷系統中。

保證客戶(hù)滿(mǎn)意度的長(cháng)期可追溯性

    BMW與Gefasoft的合作是頗有成效的。最終解決方案的形成很大程度上得益于Gefasoft的靈活性和在短時(shí)間內的快速反應性。2004年，首個(gè)HUD檢測系統順利安裝運行。之后整個(gè)系統的成功讓BMW在丁哥爾芬（Dingolfing）工廠(chǎng)的普通型汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上也安裝了這個(gè)系統。如今，大約有12套HUD測試系統在BMW的工廠(chǎng)里24小時(shí)運行，保證了HUD的完美質(zhì)量。測試結果儲存在中央服務(wù)器的數據庫中，確保了完整的可追溯性。測試圖像也被歸檔保存，如果客戶(hù)要求查看，即使在幾年以后，公司也可以證明產(chǎn)品在發(fā)運時(shí)的品質(zhì)。

關(guān)于康耐視

    康耐視公司設計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售機器視覺(jué)系統，即有“視覺(jué)”的電腦?？的鸵暿菣C器視覺(jué)行業(yè)的全球領(lǐng)導者，自從1981年成立以來(lái)，已經(jīng)銷(xiāo)售了30多萬(wàn)套的機器視覺(jué)系統，累計利潤超過(guò)20億美元?？的鸵暤哪K化視覺(jué)系統部門(mén)總部位于美國馬薩諸塞州的Natick郡，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)用于多個(gè)離散項目制造自動(dòng)化和確保質(zhì)量的機器視覺(jué)系統?？的鸵暤谋砻鏅z查系統部門(mén)總部位于加州的Alameda郡，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)用于連續模式下產(chǎn)品表面檢測的機器視覺(jué)系統，如金屬、紙張和塑料等。除了在美國馬薩諸塞州Natick郡的總部，康耐視在北美、日本、歐洲和東南亞都設有地區辦公室?？的鸵暁W洲公司的總部設在巴黎附近的呂埃耶－馬爾邁松(Rueil-. Malmaison)市。請訪(fǎng)問(wèn)康耐視網(wǎng)站： http://www.cognex-china.com

（請注意：以下的參考/說(shuō)明必須和照片同時(shí)發(fā)布）照片使用得到了BMW的許可。

    使用投射的測試圖像對HUD進(jìn)行精確的幾何檢測。在很短的時(shí)間內，普通生產(chǎn)線(xiàn)上的每一輛車(chē)的HUD性能必須進(jìn)行全面的檢測，包括檢測中心點(diǎn)/準線(xiàn)和各種形式的扭曲等。

    HUD使駕駛者不用再轉移視線(xiàn)去觀(guān)看汽車(chē)上的儀表盤(pán)，極為便捷。HUD在最小限度影響注意力的情況下能提供最佳的信息。

    需要更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)www.cognex.net  和 www.gefasoft.com