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

    在BMW的生產基地，5系和6系車型的生產線上目前安裝的就是HUD的質量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)堪稱當今工業(yè)圖像處理的典范。

BMW駕駛者的全新駕車體驗

    HUD能夠為駕駛者帶來諸多便利，因此客戶對其需求與日俱增。HUD是為駕駛者提供信息的設備，由西門子威迪歐汽車電子公司（Siemens VDO Automotive）研發(fā)和生產。HUD的圖像投影器通過一排光學反射鏡，把虛擬圖像投射到汽車擋風玻璃之上，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汽車和導航的重要信息。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影響駕駛者對周圍環(huán)境的感知，如道路標志、房屋的垂直線和車庫的入口。

圖像質量：決定性標準

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

嶄新的解決方案

    控制HUD圖像質量的檢測手段已經在實驗室中研發(fā)成功，但是要真正應用到實際的生產過程中，還有很多工作要做。這方面的研究給質量控制系統(tǒng)的初步準備階段提供了重要的目標規(guī)格參數(shù)。進一步增加技術難度的是，質量控制系統(tǒng)必須協(xié)調擋風玻璃和裝置在車中的HUD圖像投射之間的交互作用。即使在裝備完成的汽車中這方面有一點微小的缺陷，汽車也不能下線。

    在獲得的系統(tǒng)設計規(guī)格參數(shù)的基礎上，BMW的技術整合部門（以下簡稱TI）聯(lián)系了多家機器視覺系統(tǒng)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的質量控制系統(tǒng)中。在2002年年中，TI決定與康耐視公司的系統(tǒng)集成合作伙伴(PSI) Gefasoft股份有限公司進行合作。BMW的負責人員是因為Gefasoft系統(tǒng)解決方案體現(xiàn)的先進技術方法而做出合作決定的。

計時和可追溯性

    系統(tǒng)首先必須確定測量參數(shù)，然后在不影響生產的情況下快速有效的進行檢測。生產線的計時頻率決定了可用于檢測的時間。當然，HUD的整個檢測系統(tǒng)必須在預定的時限內運行，而且能夠檢測相應數(shù)目的車輛，這樣才能證明經濟上的可行性。檢測系統(tǒng)必須同時適用于左、右座駕駛的車輛。此外，HUD的檢測系統(tǒng)必須具有完全的可追溯性，相關信息也需要輸入公司的整個信息網絡中。

精確和客觀

    HUD的檢測系統(tǒng)最終提供的數(shù)據必須是客觀的，在質量評估和鑒定方面必須有很高的精確度和可靠性。可行性研究和項目的計劃階段已經明確的表明，只有基于PC的高性能圖像處理系統(tǒng)才成勝任這樣的工作。系統(tǒng)需要有高性能的硬件設備，而且為了在工作時保證最大限度的可靠性和精確度，必須使用視覺軟件的算法。

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

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

康耐視（Cognex）基于PC的視覺系統(tǒng)：最高的可靠性

    投射的虛擬圖像的視覺質量有很大的差別范圍，因此對圖像的檢測就變得相當?shù)美щy。在生產狀況不斷改變的下，圖像的處理過程不能成為導致質量問題的因素。這包括在不斷改變的光照條件下 “圖像對比度”的問題。

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

在困難條件下提供可靠的檢測

    康耐視的視覺工具根據最嚴格的標準開發(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(jié)，如邊緣、度量、角度、彎曲度和陰影，能夠被逐一明確辨認。系統(tǒng)會將獲取圖像的空間狀況以及這些重要細節(jié)之間的關系與實時圖像進行比較。根據所獲得的信息，目標的精確位置就能被確定下來。

    因此系統(tǒng)能夠以更高的穩(wěn)定性、準確度和速度辨認某些細節(jié)。通過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被證明是行之有效的。視覺工具的功能安全性也達到了BMW規(guī)定的標準，即99%以上。

符合高標準

    圖像處理系統(tǒng)必須滿足BMW的一系列標準，康耐視公司提供的產品多年來一直能滿足這些要求。真正重要的一個問題是整套系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠的運行。在一套全面參數(shù)化的系統(tǒng)中不允許有任何孤立運行的系統(tǒng)存在。對工廠的技術員工來說，最重要的是如何把圖像處理系統(tǒng)完整可靠的整合到工廠的診斷系統(tǒng)中。

保證客戶滿意度的長期可追溯性

    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的靈活性和在短時間內的快速反應性。2004年，首個HUD檢測系統(tǒng)順利安裝運行。之后整個系統(tǒng)的成功讓BMW在丁哥爾芬（Dingolfing）工廠的普通型汽車生產線上也安裝了這個系統(tǒng)。如今，大約有12套HUD測試系統(tǒng)在BMW的工廠里24小時運行，保證了HUD的完美質量。測試結果儲存在中央服務器的數(shù)據庫中，確保了完整的可追溯性。測試圖像也被歸檔保存，如果客戶要求查看，即使在幾年以后，公司也可以證明產品在發(fā)運時的品質。

關于康耐視

    康耐視公司設計、研發(fā)、生產和銷售機器視覺系統(tǒng)，即有“視覺”的電腦。康耐視是機器視覺行業(yè)的全球領導者，自從1981年成立以來，已經銷售了30多萬套的機器視覺系統(tǒng)，累計利潤超過20億美元。康耐視的模塊化視覺系統(tǒng)部門總部位于美國馬薩諸塞州的Natick郡，專門生產用于多個離散項目制造自動化和確保質量的機器視覺系統(tǒng)。康耐視的表面檢查系統(tǒng)部門總部位于加州的Alameda郡，專門生產用于連續(xù)模式下產品表面檢測的機器視覺系統(tǒng)，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(qū)辦公室。康耐視歐洲公司的總部設在巴黎附近的呂埃耶－馬爾邁松(Rueil-. Malmaison)市。請訪問康耐視網站： http://www.cognex-china.com

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

    使用投射的測試圖像對HUD進行精確的幾何檢測。在很短的時間內，普通生產線上的每一輛車的HUD性能必須進行全面的檢測，包括檢測中心點/準線和各種形式的扭曲等。

    HUD使駕駛者不用再轉移視線去觀看汽車上的儀表盤，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，請訪問www.cognex.net  和 www.gefasoft.com