CP Industries使用Prometric®成像光度和TT-HUD™软件提供用于朝上显示挡风玻璃玻璃的交钥匙测试系统

对CP行业

CP Industries是一家全服务的工具公司，总部位于格兰杰，印第安纳州，U.S.A.，拥有整个美国和墨西哥的设施。该公司是第五代家族企业，为玻璃，装饰，热型和注塑部件的端到端装配和测试系统提供服务器。该公司的灯具是定制的，以满足确切的客户要求，包括CP Industries提供的所有产品设计，装配，加工，安装和培训，以最大限度地减少客户的时间，成本和复杂性。

自1937年成立以来，CP Industries已经为汽车行业提供了数十年的解决方案。凭借在汽车玻璃加工、计量和固定方面的专业知识，该公司与玻璃制造商以及主要汽车oem和分层供应商广泛合作，以确保汽车玻璃组件的质量。随着平视显示器(HUD)在汽车市场的出现和增长，CP Industries在解决挡风玻璃测试作为HUD系统的一个组成部分的需求方面处于有利地位。然而，对于传统的检测设备和软件来说，根据汽车行业和OEM规范报告HUD视觉质量的客观测量是一项挑战。随着公司开始开发新的HUD测试系统，CP Industries寻求优化组件，以满足HUD玻璃检测的高级要求，并解决更多客户的挑战。

HUD玻璃测试的要求

汽车HUD系统将虚拟图像投影到车辆的挡风玻璃上，通过玻璃可视化几米的距离。这使驾驶员能够在驾驶时查看速度和导航等信息，在驾驶时，减少需要把目光从道路上脱落。由于挡风玻璃用作HUD系统的光学元件，所以HUDS的视觉性能可以由玻璃显着影响，通过该玻璃被投射和观看信息。挡风玻璃玻璃形式，层压，层厚度和楔角的变化可能导致在通过玻璃观察时出现作为HUD虚拟图像的尺寸失真或重影的可见缺陷。除了在整个HUD生态系统中必须由玻璃制造商到投影系统制造商的供应商必须满足的OEM指定要求，HUD测试的要求是基于行业标准的测试参数和公式。

使用挡风玻璃测试可视化HUD性能的示例，使用相机系统进行自动视觉检查。

“我们的玻璃客户从汽车OEM接收测试要求，这些要求一直在变化，”CP行业的项目工程师克鲁斯·帕拉法克斯“我们还在客户没有面前有任何规格的情况下工作，我们必须尝试开发一些东西来满足他们要求的东西。”

添加到HUD测试的复杂性是必须测量完全检查的视觉标准的数量。测试几个主要缺陷类别的HUD玻璃 - 例如，失真和重影。每个缺陷类别的测试要求可以变化，但从根本上包括通过玻璃投影的测试图像（通常是线或点图案），以及在图像中使用图像中的坐标点来计算投影模式中偏差的几何测量的公式理想的模式。每个缺陷类别都有几种必须评估的品质，并且使用特定公式和方法（在工业或OEM要求中指定）测量每个质量。例如，HUD玻璃检查的完整失真评估可能需要10-20计算以评估所有视觉质量，以解释投影测试图像内的电位偏差范围。

最终，完整的HUD玻璃检查将输出评估的每个质量的测量（数据点）。如所检测到的缺陷的类型或严重程度，可以使用阈值通过并在自动化测试期间通过玻璃，如测量值所示。

＊对每个Eyebox位置执行。

利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(由摄像机捕获的图像)的空间理解，以及在投影测试图像中定位和比较几个坐标点的能力(图像分析通常由软件执行)。

“我们开始使用机器视觉摄像头，这是我们如何建造与摄像机一起使用的基础，”CP Industries Project Engineering Manager（Connor Cassady）解释说。“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QR码到安装在玻璃上的组件。”随着公司走向HUD测试系统的发展，机器视觉摄像机继续为通过挡风玻璃可视化完整的HUD投影来提供成像益处。然后可以在机器视觉软件中分析该图像，以提供必要的信息，如测试图像特征（线条和点）的坐标位置，以用于失真和重影检查所需的计算。

“我们正在从HUD测试模式捕获维度数据，并且捕获的数据被发送回Excel®进入报告，”CP行业的Andrew Seentwew，控制工程师。但是，与读数条形码或检测组件，处理图像和应用分析，用于在单个HUD玻璃检查中的标准的广度，证明了机器视觉系统的征税。早日解释说：“与初始机器视觉相机的最大问题是有限的存储空间和可以立即输出的数据量。这意味着我们的程序必须限于一定数量的工具。“

从机器视觉系统的节流和读取数据输出是潜在的解决方案，而是添加到开发工作中。“我必须基本上突破我的数据输出，这需要更多时间，”早点说。如果客户需要保存和存储验证和报告的每个HUD分析的图像，则数据管理变得更大的问题。

一旦输出数据，需要解决最终挑战 - 将唯一公式应用于数据以计算HUD玻璃评估的测量值。早召回，“原来，我们在擅长的方面做了这项工作后的工作。我们以Excel格式开发了检验测试程序，包括所有用于HUD玻璃检查的公式。但这增加了我们的循环时间。“此外，如果客户站点的运算符在测试系统交付后解锁Excel文件，则无意的编辑或诉诸数据或公式可能导致测试报告的输出测量值中的错误。

随着CP Industries的工程团队开始在第七代HUD玻璃测试系统上工作 - 哈德森测试系统优化效率是关键。通过更换原始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，并最终通过较短的交货时间，循环时间和可用性改进客户。

CP Industries的Hudson测试系统解决了HUD玻璃检查的完整客户要求，可以作为全自动生产线的一部分并入或用于离线测量。

CP Industries选择了一种来自辐射视觉系统的科学HUD测量系统，将机器视觉摄像机和软件更换为新的Hudson系统。汽车光源和显示器的测试和测量提供商，通过在OEM和供应商层中应用光度和比色成像系统，对HUD测量标准建立了对HUD测量标准的基本理解。Radiant的HUD测量解决方案包含了汽车工程师协会（SAE J1757-2）所指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。辐射的系统应用于测试亮度，色度和对比等光度质量，以及扭曲，翘曲和重影的尺寸检查。为这些分析设计的高分辨率，设计用于这些分析的成像系统，以处理显着的数据处理和输出需求，并为基于图像的测量提供车载图像处理和高级计算。

CP工业将Radiant的ProMetric Y成像光度计集成到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公司的TT-HUD™软件平台进行分析，这是一个专门为自动视觉检测汽车hud开发的测试套件和用户界面。TT-HUD提供所有的数据捕获和分析功能，包括内置计算，以衡量质量的HUD投影基于标准公式。

Prometric®Y成像光度计捕获完整的HUD投影的图像，并使用TT-HUD™软件的HUD测量测试套件提供车载图像处理和分析。

“我不得不从划痕中编写所有测试，散发出来的框架提供开箱即用。每当客户需要进行小变化时，它会急剧影响我所做的编程，并要求我重组一切，“早期回忆起。“辐射系统在内部进行所有图像和数据处理，而不是必须管理后处理中数据的计算。辐射到不同的测试要求的灵活性和适应性是另一个加号。“

通过辐射系统进行成像处理和计算，发送到客户测试报告的数据就是最终的输出数据，所有公式都预先应用。这不仅减少了调整Excel报表时出现错误的风险，而且不需要开发额外的流程来管理数据，从而减少了每个测试的周期和整个系统的开发时间。

“我们的主要目标之一是循环时间。自从添加辐射系统以来，我们肯定会看到速度的提高，“Palafox说。“这为我们提供了更好的交付时间，以便为客户提供一台机器 - 从大约24周到14左右。”

展望未来，辐射的专业知识和测试功能范围可用于扩展和开发测试系统，以解决一系列HUD玻璃测试的新标准。这使CP行业能够满足更多样化的需求，并在未来为其汽车和玻璃客户提供新项目。

帕拉法克解释说：“我们有能力做一些我们之前没有做过的一定的测量，但是通过辐射，我们可以轻松做到。之前，我们可以对重影和图像旋转进行基本测试 - 但不是动态几何测量。如果我们达到更多规格，那么辐射相机似乎很有能力做得更多。我们现在可以处理，而我们的其他相机选项更有限度。“

利用机器人和光学优化可重复性

一个HUD投影的视觉表现可以显著地受到角度和位置的影响，从它被观看。视盒是HUD玻璃测试的一个重要因素，它决定了驾驶员的眼睛可以被定位的空间大小，从而使HUD投影可视化。成像系统的位置和旋转可以在HUD测试要求中指定，以考虑眼睛框的位置，以模拟可能的高度和位置的司机。这些变化可能会影响缺陷的外观，如失真和重影，当来自HUD投影的光通过不同的挡风玻璃层反射和折射时，会受到楔角(挡风玻璃内层和外层之间的角度)的影响。

HUD EyeBox的插图在该区域内，HUD虚拟图像通过挡风玻璃完全可见。

对于CP Industries，会满足角度和位置的测试要求意味着它们需要将运动构建到HUD玻璃测试系统中。

“我们开始使用三个固定定位的机器视觉摄像头和一个在测试期间移动的HUD投影仪，”帕拉法克斯州“。但是，移动投影机证明了重复检查有问题。

“一辆集成在汽车中的HUD投影机旨在为每月10秒调整为10秒，”早期解释。“在生产环境中，它每10秒钟向上移动，电机每天24小时运行。”这种运动迅速磨损了HUD投影系统。

在哈德森测试系统的设计中，CP Industries团队通过完全消除HUD投影仪解决了这个问题。相反，当通过定制金属光栅和控制检查相机位置的机器人时，它们增加了一个LED来模拟投影。

“我们创建了一个具有测试模式的板（客户通常指定），并且后面是通过板通过玻璃投射图案的LED的后面，”Palafox解释说。“我们穿上我们哈德森机的LED有一个长达10年的寿命。现在相机正在移动而不是投影机。这对玻璃公司来说是一个大的好处，而这一点每次一到两个月都必须购买新的投影机。“

使用辐射Prometric成像光度计，该团队还能够减少哈德森系统中的设备，消除先前需要的组件来确保测试系统性能。随着Cassady解释说：“我们在测试系统中使用亮度计，以确保LED发出足够的光线以进行测试投影。但现在我们不需要。“作为光度摄像头，Prometric Y捕获绝对亮度值（CD / m²)，以及尺寸HUD检查数据。

在HUD玻璃检查期间，LED灯通过哈德森的投影仪板（左）并通过挡风玻璃进行测试，模拟HUD投影仪。类似地使用目标板（右）以产生用于系统校准的理想HUD投影。

随着如此多的组件的运动和旋转，哈德森测试系统需要设计成考虑可能影响相机系统，光学和机器人的未对准的变量与HUD玻璃和投影。CP Industries团队使用相机上方的目标板将自动校准程序添加到Hudson系统，由LED照亮，以创建理想的HUD投影测试图像的金色样本。

“校准确保机器人没有穿，相机没有损坏，机器没有转移或改变，”早期解释。“上面的目标板用于在每个测试运行开始时校准。如果有疑问，机器没有提供准确的数据，客户可以返回校准板并运行校准验证。“

调整测试和校准的位置变化意味着成像系统需要快速调整到新的光学参数，特别是相机对焦。HUD虚拟图像从驱动程序位置投影数米，以与车辆外部的环境一致。考虑到额外的EyeBox测试要求，成像系统的焦点设置必须改变不同的HUD投影深度，因为机器人将相机移动到不同位置。无论这些变化如何，成像系统都必须确保在所有Eyebox位置处的一致测量性能清晰准确地捕获测试图像。

将辐射ProMetric Y成像光度计集成到他们的HUDSON系统中，CP Industries能够实现相机的电子镜头的准确和可重复的对焦设置的好处。在自动测量过程中，ProMetric成像光度计的焦距和光圈设置可以通过软件远程调整，并根据不同的测试位置动态调整。该电子透镜还可以使用HUDSON的校准靶板快速、免手校准测试系统。

“有了电子镜头，你在移动相机时就不用那么担心了，”厄尔利说。“当然会有来自机器人的振动，维修人员可能会清理系统，等等。但你不必担心有人移动镜头，改变你的焦点，这将极大地影响你的测量。”

电子镜头通过软件快速，远程调节相机的焦点和光圈，以匹配精确的HUD投影距离。Prometric成像系统在一系列工作距离和光圈设置上为每个镜头校准。

“使用机器视觉相机，我们在焦点上有一堆麻烦，并找到了与投影的正确距离。然后，我们不得不手动进入并调整镜头，“帕拉法克斯。“如果你搬了一下镜头，你可能会失去焦点，这将是一个大麻烦。辐射的电子镜头在测试系统的设置过程中为我们节省了我们的时间，这是降低交货时间的重要优势。“

Radiant ProMetric成像系统将电子透镜与TT-HUD的全自动测试测序相结合，为多个视觉检测参数的通过/失败分析提供了理想的在线HUD测量解决方案。通过内置的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最终的灵活性，以满足未来不同的客户需求。

概括

致力于创新，CP Industries继续优化其HUD玻璃测试系统，为其客户提供最全面的解决方案。从满足完整的HUD测试规范，以开发自定义测试程序，以设计自动化为适合每个独特的生产线，CP Industries的系统设计更多，因此客户可以专注于为HUD应用生产最佳玻璃产品。

With the help of HUD measurement technology from Radiant Vision Systems, CP Industries’ turnkey solutions now leverage powerful functions to address the gamut of HUD inspection tasks, including HUD-focused software tools, multi-functional photometric imaging, electronic optics, robotics, and more. By replacing machine vision systems with Radiant’s ProMetric Imaging Photometer and TT-HUD Software in its latest HUDSON test system, CP Industries has streamlined its development, reduced equipment, and improved functionality. These optimizations have allowed the company to pass along improved lead time, testing speed, cost-efficiency, and capability to its customer base, illustrating why CP Industries is chosen by so many for tooling systems that support automotive manufacturing and beyond.

“辐射和CP行业建立在彼此的知识上，以开发HUD测试。而不是使用以前的机器视觉系统 - 依赖于我们所有基本的HUD测试知识 - 辐射有助于帮助我们了解我们在HUD测试中可以做些什么。这不是我们所有人。“

• Cruz Palafox，Project Engineer，CP Industries

了解有关CP Industries的更多信息：www.cpind.com.．