数码笔的自动化测试方法

数码笔主要由数码摄像头、成像处理单元以及可以将任何书写或绘画信息传送至移动电话或个人计算机的通信单元组成。Anoto公司是唯一能提供将数码笔输入信息转换为数字媒体技术的瑞典公司。这项技术将数字通信和数码笔输入融为一体，只需要数码笔和特制纸即可实现数字通信。

在这项技术中，数码笔自带的摄像头可以连续地捕获Anoto特制纸上的图像并加以分析，而特制纸实际上是具有特殊点阵的普通纸。由于每张捕获的图像都包含了足以计算数码笔精确位置的信息，因此还可以分配一些确定点阵解析方式的动态信息。

由于该技术基于先进的实时成像工艺，因此每次捕获成像后，数码笔位置的计算就显得尤为重要。数码笔位置系统(PPS)可以完成这项功能。PPS包含印制的Anoto点阵、带有辅助电子元件的光学模块、硬件驱动以及实现成像处理和点阵模式解码的软件。所有的软件均在数码笔内基于ARM的ASIC中执行。

光学模块(OM)由以下部分组成：

* 靠近数码笔尖端作为点光源的IR-LED，摄像头聚焦于此

* CMOS影像感应器

* 成像和发光器件

由于光学模块是数码笔的核心器件，因此在安装到数码笔之前，必须对光学模块进行测试，从而保证PPS的性能；而且将光学模块安装到数码笔后，也需要进行类似的测试以确保性能。

启动测试前，必须明确以下重要任务：

* 开发基于Windows的测试软件，该软件可以控制测试器、分析测试结果并将测试结果存储在磁盘上。

* 开发最多可处理6个测试目标的气动滑架。

* 开发易于修改的用户友好界面。

* 可以方便修正测试极限、测试步骤、测试逻辑并指示测试结果的存储方式。

* 确保测试系统支持不同的用户权限。

* 利用现有的产品将开发成本和时间降至最低。

* 确保每台测试器既能进行OM测试，又能进行数码笔测试。

我们设计的测试器可以在光学模块上进行局部测试，测试不同测试目标下的数码笔光学模块并从不同的角度重现Anoto数码笔使用的环境。这意味着每个测试目标都由嵌入到倾斜表面的Anoto特制纸构成，倾斜表面针对不同的测试目标需要仔细规划。测试通常包括以下步骤：设定正确的测试目标、获取大量图像和分析图像的质量以确定测试成功或失败。

在开发初期，PPS产品测试软件主要建立在LabVIEW的基础上。但出于对测试需求的考虑，无疑需要在鲁棒测试执行核心的开发和测试中投入大量时间。

因此，我们选择了美国国家仪器(NI)公司的TestStand，以期简化测试极限处理、测试步骤变更和测试逻辑。TestStand可以简化测试系统的开发并支持配合ActiveX开发的多种通用开发语言。以后，TestStand还将在灵活数据库连接、灵活测试极限计算(浮点极限)、多用户权限、多实现工具和错误处理等方面发挥优势。因此，我们必须在测试步骤开发和用户接口设计方面投入更多的时间。

我们在LabVIEW中开发用户接口。执行测试的测试机架必须管理测试并以ASCII码的形式保存测试数据。在每个测试步骤中，TestStand引擎都将调用LabVIEW中开发的测试过程。测试过程代码执行测试并将结果汇报到TestStand引擎以确定测试成功或失败。极限值从极限文件中读取，而所有过程的测试结果都将显示在用户接口中。在执行测试前，每个测试步骤都将接收来自TestStand引擎的特定测试判据。

测试判据可以是测试目标的类型、获取图像的数量或者是配置图像感应器的方式。我们在LabVIEW中开发了上述所有测试过程。

我们采用的GOOP(面向图像对象的编程)技术可以减少后期开发对软件的修改并降低软件维护成本。我们确定了以下三类对象：PPS、数码笔HAL(硬件抽象层)和目标HAL。

典型的测试步骤首先在目标HAL中调用算法以设定正确的测试目标，之后数码笔HAL捕获大量的图像，并发送到PPS对象进行图像分析。PPS对象通过向TestStand引擎传输大量的测试结果数据加以响应。

TestStand得到LabVIEW和GOOP的支持后，我们就能在不到4个月的时间内开发并集成稳定的生产线测试器。在项目初期，我们讨论了不同的测试流程。最终，在TestStand进程模型的协助下，我们轻松地移植了测试系统。

此外，从开发环境到实时可执行程序的无缝转换也给人留下了深刻的印象。我们将这归功于作为TestStand开发软件一部分的运行引擎向导。因此，生产线中完全没有必要安装LabVIEW和TestStand开发工具。我们可以在LabVIEW或 TestStand运行引擎上运行PPS产品测试软件。

作者：Mats Anderson

Email: Mats.Andersson@merital.net

Anoto公司