Un sistema di ispezione con visione artificiale può combinare telecamere industriali, illuminazione controllata, ottiche, acquisizione immagini, software di visione, controlli di movimento o macchina e un'interfaccia operatore. Il display TFT LCD è importante per quel sistema, ma non è la telecamera, l'algoritmo di ispezione o la prova che una decisione su un difetto sia corretta.
Per un OEM di apparecchiature, la domanda utile non è semplicemente “Quale display ha la risoluzione più alta?”. È come il display supporti il flusso di lavoro reale dell'operatore: avviare la macchina, selezionare le ricette approvate, rivedere le immagini dove appropriato, comprendere lo stato della macchina, rispondere agli allarmi e riprendersi da guasti definiti senza confondere il livello del display con la funzione di ispezione stessa.
Questa guida spiega come selezionare un display TFT LCD e la sua architettura HMI di supporto per un sistema di ispezione con visione artificiale, mantenendo distinti il percorso della telecamera, il computer di visione, l'input tattile, il monitor esterno e le interfacce del display integrato.
Una macchina di ispezione pratica contiene diversi percorsi distinti. La telecamera e l'illuminazione creano il percorso di acquisizione delle immagini. Un computer di visione o una piattaforma di elaborazione embedded riceve ed elabora i dati dell'immagine. L'HMI presenta le informazioni all'operatore e accetta input. In alcuni progetti, un monitor esterno separato viene utilizzato per la revisione tecnica, la messa in servizio o l'analisi delle immagini.
Queste funzioni possono condividere un involucro, ma non dovrebbero essere trattate come intercambiabili. Un display TFT LCD non cattura l'immagine ispezionata e un pannello tattile non esegue l'elaborazione delle immagini. Allo stesso modo, un grande monitor esterno può essere utile per la configurazione o la revisione dettagliata senza essere lo stesso prodotto di un HMI embedded compatto per macchine.
Il software per telecamere di visione artificiale utilizza spesso interfacce definite per il controllo e il trasporto della telecamera. Ad esempio, GenICam è pensato per fornire un'interfaccia di programmazione comune per le telecamere attraverso diverse tecnologie di interfaccia.1 Tale interfaccia software rivolta alla telecamera è separata dall'interfaccia elettrica nativa utilizzata per pilotare un pannello LCD.
Documentare questi confini in anticipo previene comuni errori di specifica, come richiedere un modulo LCD per “supportare la telecamera”, presumere che un display tattile fornisca il software di ispezione o trattare un connettore HDMI come compatibilità universale con un pannello grezzo.
I requisiti del display dovrebbero seguire la sequenza di compiti dell'operatore. Una stazione di ispezione ottica automatizzata può necessitare di uno stato di pronto chiaro, l'identificazione della ricetta corrente, funzioni di configurazione protette, priorità degli allarmi, stato di produzione, controlli per la revisione delle immagini e informazioni di manutenzione. Una macchina per l'ispezione di imballaggi può necessitare di un'enfasi diversa rispetto a un sistema per assemblaggi di precisione o difetti superficiali.
Costruire schermate rappresentative utilizzando l'effettiva gerarchia informativa. Includere immagini realistiche dei pezzi, sovrapposizioni dove l'applicazione lo richiede, aree di revisione in miniatura, allarmi, nomi di ricette, stato della macchina, permessi dell'operatore e traduzioni. Questo aiuta il team a decidere se l'interfaccia necessita di un display embedded compatto, un formato più ampio, un monitor di revisione separato o una combinazione di questi elementi.
Non equiparare la risoluzione della telecamera con la risoluzione dell'HMI. Una telecamera ad alta risoluzione può acquisire sostanzialmente più dati di quanti l'operatore abbia bisogno di visualizzare continuamente. Il display dell'operatore può mostrare un'immagine live ridimensionata, una regione selezionata, un'immagine di revisione o solo lo stato della macchina. La corretta risoluzione del pannello dipende dalla distanza di visione, dalla dimensione del carattere, dalla complessità decisionale, dal flusso di lavoro di revisione delle immagini, dalle prestazioni grafiche e dalla capacità dell'host di aggiornare l'interfaccia utente in modo affidabile.
Le apparecchiature di ispezione possono presentare una grande quantità di informazioni. Un HMI utile deve rendere comprensibile la prossima azione dell'operatore senza costringere l'utente a interpretare ogni immagine della telecamera o dettaglio diagnostico. Posizionare le informazioni più sensibili al fattore tempo sullo stato della macchina e sugli allarmi dove rimangono visibili durante il normale funzionamento. Utilizzare aree immagine, miniature, controlli e viste tecniche solo quando supportano un compito definito.
La gerarchia visiva è importante quando un operatore è in piedi davanti alla macchina, indossa guanti o lavora in condizioni di illuminazione variabile in fabbrica. Considerare la normale distanza di visione, l'angolo di montaggio dello schermo, i riflessi delle lampade a soffitto, la posizione prevista dell'operatore e se l'utente deve effettuare selezioni mentre monitora il processo.
L'applicazione dovrebbe distinguere chiaramente le informazioni visualizzate dalla logica decisionale approvata della macchina. Una regione di stato colorata o un'immagine visualizzata possono comunicare un risultato determinato dal sistema completato, ma l'LCD stesso non stabilisce le prestazioni di rilevamento, la tracciabilità, l'accuratezza della misurazione o la sicurezza della macchina.
Spesso vale la pena valutare una disposizione di input ibrida. Il tocco è utile per una navigazione flessibile, lo spostamento delle immagini, i menu di configurazione e i controlli contestuali. Tasti fisici, controlli rotativi o controlli macchina dedicati possono essere preferibili per azioni frequenti o flussi di lavoro che richiedono feedback tattile. Il loro utilizzo deve essere determinato dalla progettazione dell'apparecchiatura e dai suoi controlli di rischio.
I moduli LCD TFT grezzi utilizzano comunemente un'interfaccia nativa come RGB, LVDS, MIPI DSI o eDP. L'host HMI selezionato deve supportare l'esatta interfaccia del pannello, la temporizzazione, la sequenza di alimentazione, il formato dei pixel, la disposizione dei connettori, il controllo della retroilluminazione, il driver del sistema operativo e la configurazione software.
Un connettore che sembra adattarsi non è prova di compatibilità. Gli ingegneri dovrebbero verificare la scheda tecnica del pannello, l'assegnazione dei pin, i livelli di tensione, la configurazione delle linee/bus, la sequenza di inizializzazione, la temporizzazione del display, la gestione dell'orientamento e la connessione del controller tattile prima della selezione del campione.
Se l'host scelto fornisce HDMI mentre il modulo LCD richiede MIPI DSI, RGB, LVDS o eDP nativi, un cavo passivo non può effettuare la conversione. Il progetto necessita di un controller attivo o bridge compatibile sia con la sorgente video che con il pannello esatto. Quel dispositivo attivo diventa parte del piano elettrico, firmware, di avvio, termico, EMC e del ciclo di vita.
La documentazione del controller del display illustra anche perché il percorso grafico deve essere specificato deliberatamente. La documentazione dell'interfaccia LCD di NXP, ad esempio, descrive un driver periferico LCDIF utilizzato con un'interfaccia di visualizzazione; non implica che ogni processore, pannello, cavo o stack software sia mutuamente compatibile.2
Un sensore tattile capacitivo proiettato, un sensore tattile resistivo o un altro metodo di input ha il proprio controller, firmware, connessione, requisiti di messa a terra e percorso software. Non trasporta i dati dei pixel del pannello. Allo stesso modo, la connessione video LCD non definisce di per sé il comportamento tattile.
La selezione del tocco dovrebbe riflettere le condizioni operative reali: guanti, contaminazione, materiali per la pulizia, umidità, dimensione del bersaglio, messa a terra, materiali dell'involucro e rumore elettrico. Un'affermazione generica che un pannello “ha un tocco capacitivo” non è sufficiente per stabilire un uso affidabile in una particolare macchina di ispezione.
Valutare il tocco con il previsto stack di copertura e l'involucro. Verificare i tocchi deliberati, i bersagli sui bordi, le azioni di trascinamento, i tocchi rifiutati, il ripristino dopo il ciclo di accensione e l'effetto delle apparecchiature vicine. Se il progetto necessita di controlli fisici per specifiche azioni della macchina, trattare i loro requisiti elettrici e funzionali separatamente dal modulo display.
Il computer di visione potrebbe essere occupato ad acquisire immagini, applicare la logica di ispezione, registrare i risultati, comunicare con i controlli di automazione e aggiornare l'HMI. Un requisito del display dovrebbe quindi essere scritto intorno all'esperienza operativa prevista, non intorno a un'ipotesi non supportata che ogni fotogramma della telecamera debba essere renderizzato a piena risoluzione sul TFT.
Definire cosa l'operatore ha bisogno di vedere durante il funzionamento automatico, il cambio formato, la configurazione, il ripristino guasti e la manutenzione. Considerare se la presentazione dell'immagine è live, guidata da eventi, memorizzata per una revisione successiva, ridimensionata per adattarsi o gestita su un monitor tecnico separato. La risposta influisce sulla memoria del framebuffer, sulla larghezza di banda grafica, sul carico di elaborazione dell'host, sul comportamento di archiviazione e sulla progettazione dell'interfaccia utente.
Definire anche il comportamento all'avvio e in caso di guasto. L'utente non dovrebbe scambiare un'immagine congelata, un'indicazione di ricetta obsoleta o una schermata di comunicazione ritardata per uno stato di ispezione corrente. Revisionare la sequenza di accensione, la disponibilità del display, l'abilitazione della retroilluminazione, l'avvio dell'host, l'inizializzazione del tocco, la perdita di comunicazione con la telecamera e il ripristino controllato come comportamento a livello di sistema.
L'HMI finito deve adattarsi alla macchina, non semplicemente funzionare su un banco di sviluppo aperto. Revisionare la finestra dell'involucro, l'area attiva, l'angolo di visione, il vetro di copertura, il montaggio, l'accesso ai connettori, il raggio di curvatura del cavo flessibile (FPC), lo scarico della trazione, l'approccio alla manutenzione, il percorso interno dei cavi e le condizioni termiche attorno all'assemblaggio finale.
L'illuminazione della fabbrica può introdurre riflessi che non sono evidenti in un test da scrivania. Utilizzare il reale angolo di montaggio e l'illuminazione rappresentativa quando si valuta la leggibilità. Se l'involucro include uno strato tattile o una lente di copertura, valutare lo stack ottico completo piuttosto che basarsi solo su una specifica del pannello nudo.
Il cablaggio della macchina, le telecamere, i controller di illuminazione, i motori e gli alimentatori possono creare un ambiente elettricamente impegnativo. Il TFT, la retroilluminazione, il controller tattile, la scheda host, la conversione di potenza, la messa a terra, la schermatura, i connettori e il cablaggio esterno necessitano tutti di una revisione di integrazione specifica per il progetto. Un modulo display da solo non definisce le prestazioni EMC della macchina o l'idoneità ambientale.
La validazione dovrebbe progredire dall'accensione elettrica all'involucro previsto, host, stack tattile, cavi, software applicativo e apparecchiatura di ispezione. L'obiettivo è confermare che l'interfaccia operatore funzioni in condizioni rappresentative; non è quello di dedurre l'accuratezza dell'ispezione o la conformità dalla presenza di un display.
Un piano di validazione pratico può includere contenuti dello schermo rappresentativi, comportamento di visualizzazione delle immagini sotto il carico grafico previsto, posizioni di visione dell'operatore, illuminazione ambientale, condizioni tattili previste, funzionamento dei controlli fisici, ritenzione di connettori e cablaggi, interruzione e riavvio dell'alimentazione, perdita di comunicazione tra telecamera e host e accesso per la manutenzione.
Scrivere i criteri di accettazione prima del congelamento del progetto. Frasi come “visualizzazione in tempo reale”, “funzionamento con guanti” o “facile da leggere” necessitano di un contesto definito: il contenuto dell'immagine, la risposta prevista, la condizione di illuminazione, il tipo di guanto, la dimensione del bersaglio, la posizione dell'utente e la condizione di ripristino.
Quando si richiede una revisione del display HMI, fornire il disegno dell'involucro, l'area attiva target, l'orientamento, la GUI rappresentativa, il processore o la scheda host, le interfacce di visualizzazione native disponibili, il comportamento tattile desiderato, il concetto di copertura, la distanza di visione, le condizioni di illuminazione della fabbrica, il flusso di lavoro di revisione delle immagini, i vincoli dei cavi, la sequenza di alimentazione, la fase del progetto e la gamma di domanda prevista.
RJY Display può revisionare le piattaforme di visualizzazione applicabili e la personalizzazione attorno a moduli esistenti, come tocco, copertura, retroilluminazione, interfaccia, scheda controller, FPC e coordinamento meccanico. La fattibilità dipende dal modulo confermato e dai requisiti del progetto. Non deve essere interpretato come una promessa di creare qualsiasi dimensione arbitraria di cella LCD da zero o di qualificare un sistema di visione completo.
Contattare RJY Display per una revisione del display HMI per visione artificiale con i requisiti di telecamera, host, interfaccia, ottica, tocco, meccanica e flusso di lavoro dell'operatore in modo che il livello del display possa essere valutato nel suo corretto contesto di sistema.
No. La risoluzione della telecamera e la risoluzione del display dell'operatore servono a scopi diversi. L'HMI dovrebbe essere selezionato per le informazioni, i dettagli dell'immagine, la distanza di visione e il flusso di lavoro che l'operatore deve gestire. Un sistema può ridimensionare le.
No. The LCD presents information. Image acquisition, processing, defect logic, result handling, and machine control belong to the camera, illumination, vision computer, software, and completed equipment architecture.
No. Un cavo passivo non può convertire HDMI in un'interfaccia pannello MIPI, RGB, LVDS o eDP grezza. È necessario un controller attivo o bridge compatibile che deve supportare la sorgente e i requisiti esatti del pannello.
No. L'input touch utilizza normalmente un sensore, controller, connessione, firmware e percorso software separati. L'interfaccia video pilota i pixel verso l'LCD, mentre il sistema touch segnala l'input dell'utente all'host.
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