【摘要】：工業(yè)4.0戰(zhàn)略與“中國制造2025”規(guī)劃引領(lǐng)新一代技術(shù)變革,推動(dòng)我國制造業(yè)向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變。智能相機(jī)作為智能制造設(shè)備感知外界的工具之一,具有結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),被應(yīng)用于智能裝備的感知與控制中。國內(nèi)智能相機(jī)起步較晚,研究更多集中在智能相機(jī)的硬件系統(tǒng)上,在編程方面存在編程工具缺失、編程環(huán)境易用性差等缺陷,與國際先進(jìn)水平相比存在一定的差距。針對智能相機(jī)在編程系統(tǒng)上的不足,本課題開發(fā)了一套圖形化的智能相機(jī)編程系統(tǒng),重點(diǎn)對圖形化編程界面搭建、運(yùn)行管理環(huán)境與仿真功能、監(jiān)控功能等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究,提出了具體的解決方案,并完成了編程系統(tǒng)的搭建,主要工作如下:一、分析了設(shè)計(jì)目的與用戶需求,提出了圖形化編程系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)的每部分進(jìn)行功能模塊劃分與設(shè)計(jì),并完成系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和開發(fā)平臺(tái)的選取。二、研究了運(yùn)行管理環(huán)境數(shù)據(jù)管理方法和應(yīng)用程序的運(yùn)行機(jī)制,設(shè)計(jì)了抽象算法模塊接口層,實(shí)現(xiàn)了對算法庫的封裝與擴(kuò)展。對運(yùn)行管理環(huán)境外部通訊模塊進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),提供了多種外部通訊方式�；贠PC UA協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序模型的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和外部監(jiān)控功能。三、設(shè)計(jì)了圖形化編程環(huán)境的界面布局,并完成通用圖像控件和抽屜式工具箱的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)。采用界面復(fù)用技術(shù)優(yōu)化配置界面布局,并完成了圖像管理、工程管理、應(yīng)用程序編輯等模塊的功能設(shè)計(jì)。通過與運(yùn)行管理環(huán)境的交互,實(shí)現(xiàn)了編程環(huán)境的仿真功能、數(shù)據(jù)定制和監(jiān)視功能。四、設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工具庫,對算法工具進(jìn)行功能劃分,分別借助OpenCV和HALCON算法庫實(shí)現(xiàn)了兩種圖像算法庫。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相機(jī)系統(tǒng)控制工具、應(yīng)用程序邏輯控制與計(jì)算工具、通信工具等其他功能模塊工具。五、對圖形化編程系統(tǒng)進(jìn)行了全面測試,并將其應(yīng)用于工件檢測與分揀系統(tǒng)中,利用智能相機(jī)與機(jī)械臂協(xié)同工作分別實(shí)現(xiàn)了對靜止工件和移動(dòng)工件的抓取,測試結(jié)果及實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效果驗(yàn)證了本系統(tǒng)開發(fā)的可行性與正確性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB852;TP311.56
【圖文】：

3.2.1 算法庫的封裝與擴(kuò)展算法模塊是相機(jī)功能實(shí)現(xiàn)的核心，為了滿足對多樣化應(yīng)用實(shí)例的需求，算法模塊必須提供不同的算法模塊，包括圖像處理算法、邏輯控制、通訊等類型算法。預(yù)定義圖像函數(shù)集為圖像處理算法模塊的開發(fā)提供了許多基礎(chǔ)、功能單一的函數(shù)接口，有利于算法模塊的建立和擴(kuò)展。經(jīng)過多年的設(shè)計(jì)與研究，在圖像算法領(lǐng)域中，已經(jīng)出現(xiàn)了一些比較成熟、功能全面、性能較為優(yōu)秀的算法庫，如開源庫 OpenCV、已經(jīng)商用的 HALCON、MATLAB 的圖像模塊等。算法模塊是獨(dú)立的功能塊，設(shè)計(jì)時(shí)，如果將其直接融合到運(yùn)行管理環(huán)境中，對算法的后期性能提升、算法模塊的更新替換都會(huì)對運(yùn)行管理環(huán)境乃至編程環(huán)境造成影響，耦合程度太高。本文將算法模塊與運(yùn)行管理環(huán)境獨(dú)立開來，抽象出算法模塊的調(diào)用接口，從而使設(shè)計(jì)更為獨(dú)立靈活。部分算法工具的算法接口層的設(shè)計(jì)如圖 3-11 所示。

當(dāng)調(diào)用該函數(shù)的是一個(gè)算法圖元時(shí)方法變量和屬性變量；當(dāng)調(diào)用該函數(shù)，還將創(chuàng)建子對象節(jié)點(diǎn)，并逐一為組從方法調(diào)用上，組合對象與普通算法勢。立后，利用支持 OPCUA 協(xié)議的第三wServiceSet）訪問服務(wù)器的地址空間性服務(wù)（AttributeServiceSet）獲取節(jié)搜索獲取所有節(jié)點(diǎn)屬性及其相互之間其相機(jī)中程序模型，得到的結(jié)果如圖環(huán)境中的樹狀應(yīng)用程序有著相似的組

a)編輯模式 b)監(jiān)視模式圖 4-2 界面布局設(shè)計(jì)圖編輯環(huán)境分為編輯界面（如圖 4-2a）和監(jiān)視界面（如圖 4-2b）兩部分，利用 Tab 控件對兩種模式進(jìn)行組織和管理。編輯界面是用戶編程的主要活動(dòng)頁面，協(xié)助用戶完成應(yīng)用程序編程工作，而監(jiān)視界面主要對應(yīng)用程序運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行個(gè)性化監(jiān)視。設(shè)計(jì)中，將編輯界面主要分成四部分：工具欄、工具箱、程序區(qū)、配置顯示區(qū)。(1) 工具欄設(shè)計(jì)：包括工程管理按鈕（新建、打開、保存、另存為以及卸載）、編輯按鈕（剪切、復(fù)制、粘貼、刪除）、編輯測試按鈕（觸發(fā)、當(dāng)前圖像運(yùn)行、連續(xù)觸發(fā)/停止、上下線）以及設(shè)備連接按鈕等(2)工具箱：為應(yīng)用程序編輯提供可用圖元庫，其以抽屜+列表的形式組織和管理，如圖 4-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753817