發(fā)布時間：2020-07-13 18:22

【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、實時性強等特點,被應(yīng)用于智能裝備的感知與控制中。國內(nèi)智能相機起步較晚,研究更多集中在智能相機的硬件系統(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編程系統(tǒng),重點對圖形化編程界面搭建、運行管理環(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,并完成系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和開發(fā)平臺的選取。二、研究了運行管理環(huán)境數(shù)據(jù)管理方法和應(yīng)用程序的運行機制,設(shè)計了抽象算法模塊接口層,實現(xiàn)了對算法庫的封裝與擴展。對運行管理環(huán)境外部通訊模塊進(jìn)行了研究與設(shè)計,提供了多種外部通訊方式�；贠PC UA協(xié)議,實現(xiàn)了應(yīng)用程序模型的動態(tài)創(chuàng)建和外部監(jiān)控功能。三、設(shè)計了圖形化編程環(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。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。通過與運行管理環(huán)境的交互,實現(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算法庫實現(xiàn)了兩種圖像算法庫。設(shè)計并實現(xiàn)了相機系統(tǒng)控制工具、應(yīng)用程序邏輯控制與計算工具、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,利用智能相機與機械臂協(xié)同工作分別實現(xiàn)了對靜止工件和移動工件的抓取,測試結(jié)果及實驗運行效果驗證了本系統(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB852;TP311.56
【圖文】：

3.2.1 算法庫的封裝與擴展算法模塊是相機功能實現(xiàn)的核心，為了滿足對多樣化應(yīng)用實例的需求，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展。經(jīng)過多年的設(shè)計與研究，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。算法模塊是獨立的功能塊，設(shè)計時，如果將其直接融合到運行管理環(huán)境中，對算法的后期性能提升、算法模塊的更新替換都會對運行管理環(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行管理環(huán)境獨立開來，抽象出算法模塊的調(diào)用接口，從而使設(shè)計更為獨立靈活。部分算法工具的算法接口層的設(shè)計如圖 3-11 所示。

當(dāng)調(diào)用該函數(shù)的是一個算法圖元時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，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)點屬性及其相互之間其相機中程序模型，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)用程序運行結(jié)果進(jìn)行個性化監(jiān)視。設(shè)計中，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：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)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張星剛;;高性能智能相機的設(shè)計及其在干線公路上的應(yīng)用[J];中國交通信息化;2015年11期

2 ;專家論道:工業(yè)4.0與中國制造2025——2015智能制造國際會議側(cè)記[J];表面工程與再制造;2015年05期

3 周濟(jì);;智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J];中國機械工程;2015年17期

4 童有好;;我國互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)發(fā)展的難點與對策[J];中州學(xué)刊;2015年08期

5 周濟(jì);;“中國制造”迎來創(chuàng)新驅(qū)動的春天[J];理論參考;2015年07期

6 童有好;;互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)的路徑與機遇[J];企業(yè)管理;2015年06期

7 賀正楚;潘紅玉;;德國“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”[J];長沙理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2015年03期

8 ;國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知[J];中華人民共和國國務(wù)院公報;2015年16期

9 王影;冷單;;我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)存問題及發(fā)展思路[J];經(jīng)濟(jì)縱橫;2015年01期

10 傅建中;;智能制造裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];機電工程;2014年08期

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1 張俊凱;一種快速的旋轉(zhuǎn)模板匹配算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 石冠先;基于VC的監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)及其應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

3 黃文慧;圖像處理并行編程方法的研究與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2012年

4 吳建平;基于CMOS與DSP的以太網(wǎng)智能相機平臺[D];電子科技大學(xué);2012年

5 郭文豹;高速CMOS智能相機研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

6 陳江婷;圖形化組態(tài)的圖像處理實驗系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化[D];中南大學(xué);2010年

7 陳偉;基于DSP+FPGA的智能相機關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

8 潘武平;基于OPC協(xié)議的數(shù)據(jù)通信[D];北京化工大學(xué);2004年

本文編號：2753817