本文關(guān)鍵詞：工業(yè)智能相機圖形化編程工具的研究

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【摘要】：“工業(yè)4.0”的提出激發(fā)了制造領(lǐng)域新一輪的技術(shù)革命�！爸袊圃�2025”同樣提出要優(yōu)化制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促使中國完成從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。在此背景下,智能制造將成為當(dāng)前工業(yè)的主要發(fā)展方向。智能相機具有結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、實時性好、可靠性高等特點,符合智能制造的需求,有望取代人工檢測和傳統(tǒng)的機器視覺系統(tǒng),成為主流的檢測手段。目前國內(nèi)的智能相機產(chǎn)品與國外水平存在一定的差距。其中編程工具需要完善功能、提高易用性。本文針對工業(yè)智能相機圖形化編程工具的不足進行研究。論文完成的主要工作如下:首先明確了設(shè)計目的及特點,從用戶活動情況中提取出功能需求,析取用例,并探討了軟件的非功能性需求。在此基礎(chǔ)上,分析了圖形化開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),著重討論了編程工具的設(shè)計與實現(xiàn),并給出了總體設(shè)計方案。從面向?qū)ο蟮慕嵌仍O(shè)計圖元對象,采用CImage類作為通用的圖像描述格式、組合模式管理應(yīng)用程序、迭代器模式輔助遍歷程序。研究了應(yīng)用程序的運行機制,設(shè)計了用以實現(xiàn)通用數(shù)據(jù)鏈接的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。采用OpenCV和動態(tài)鏈接庫技術(shù)設(shè)計預(yù)定義函數(shù)集,并通過算法工具和算法庫之間的接口層,實現(xiàn)算法庫的擴展。研究了編程工具的界面組成,設(shè)計了界面總體布局,實現(xiàn)了抽屜式工具箱、通用圖像控件等界面元素,采用界面復(fù)用技術(shù)優(yōu)化配置顯示區(qū)的設(shè)計。實現(xiàn)了用戶編程中的圖像導(dǎo)入、樹節(jié)點添加等交互設(shè)計,采用策略模式重建任務(wù)樹、串行化機制實現(xiàn)工程存儲與加載,并實現(xiàn)了配置顯示區(qū)的導(dǎo)航等工程輔助功能。設(shè)計了工具庫,實現(xiàn)多種功能,包括利用OpenCV實現(xiàn)連通區(qū)域、邊緣位置等算法工具,利用HALCON實現(xiàn)搜索、形狀搜索等算法工具;采用動態(tài)編譯技術(shù)實現(xiàn)計算器工具中的復(fù)雜算術(shù)表達式的解析和計算,實現(xiàn)了圖像輸入、坐標(biāo)系統(tǒng)、輸出等其他輔助工具。論文采用多個用例對軟件進行了測試,并且給出一個完整的應(yīng)用示例,從而驗證了工具的可行性。
【關(guān)鍵詞】：智能相機 圖形化編程 組態(tài)技術(shù) 圖像處理
【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】：2016
【分類號】：TP391.41;TB852.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景及意義11
• 1.2 智能相機概述11-12
• 1.3 智能相機的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文工作及章節(jié)安排14-15
• 第二章 需求分析與總體設(shè)計15-22
• 2.1 設(shè)計目的及特點15-16
• 2.2 需求分析16-18
• 2.2.1 用戶活動分析16-17
• 2.2.2 用例析取17-18
• 2.2.3 非功能需求18
• 2.3 總體設(shè)計18-21
• 2.3.1 圖形化開發(fā)系統(tǒng)的組成18-19
• 2.3.2 編程工具功能結(jié)構(gòu)劃分19-20
• 2.3.3 編程工具總體架構(gòu)設(shè)計20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集及預(yù)定義函數(shù)集的設(shè)計與實現(xiàn)22-40
• 3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集22-38
• 3.1.1 圖元對象22-23
• 3.1.2 圖形圖像23-25
• 3.1.3 應(yīng)用程序管理形式25-29
• 3.1.4 應(yīng)用程序遍歷方法29-32
• 3.1.5 應(yīng)用程序運行機制32-34
• 3.1.6 通用數(shù)據(jù)鏈接34-38
• 3.2 預(yù)定義函數(shù)集38-39
• 3.2.1 預(yù)定義函數(shù)集的定義及實現(xiàn)38-39
• 3.2.2 預(yù)定義函數(shù)集的擴展設(shè)計39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 界面與交互的設(shè)計與實現(xiàn)40-63
• 4.1 界面的設(shè)計與實現(xiàn)40-49
• 4.1.1 設(shè)計理念40-41
• 4.1.2 界面布局及總體設(shè)計41-43
• 4.1.3 抽屜式工具箱43-46
• 4.1.4 通用圖像控件46-48
• 4.1.5 界面復(fù)用48-49
• 4.2 程序的基本編輯49-55
• 4.2.1 導(dǎo)入圖像49-51
• 4.2.2 新建工程51-52
• 4.2.3 添加樹節(jié)點52-54
• 4.2.4 設(shè)置數(shù)據(jù)鏈接54-55
• 4.3 程序的擴展編輯55-57
• 4.3.1 調(diào)整樹節(jié)點55
• 4.3.2 添加圖像處理任務(wù)55-56
• 4.3.3 復(fù)制/剪切/粘貼/刪除56-57
• 4.4 工程輔助功能57-62
• 4.4.1 配置顯示區(qū)的導(dǎo)航57-59
• 4.4.2 任務(wù)樹的重建59-60
• 4.4.3 工程的存儲、加載與卸載60-61
• 4.4.4 監(jiān)視數(shù)據(jù)項的定制61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 工具庫的設(shè)計與實現(xiàn)63-74
• 5.1 工具庫的規(guī)劃與分類63-64
• 5.2 算法工具64-67
• 5.2.1 連通區(qū)域64-65
• 5.2.2 邊緣位置65-66
• 5.2.3 搜索、形狀搜索66-67
• 5.3 輔助工具67-73
• 5.3.1 圖像輸入67
• 5.3.2 坐標(biāo)系統(tǒng)67-68
• 5.3.3 計算器68-71
• 5.3.4 輸出71
• 5.3.5 Pass/Fail71-72
• 5.3.6 條件分支72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 測試及分析74-85
• 6.1 功能測試74-78
• 6.1.1 編程工具主界面74
• 6.1.2 程序基本編輯功能測試74-76
• 6.1.3 程序擴展編輯功能測試76-78
• 6.1.4 工程輔助功能測試78
• 6.2 工具庫測試78-81
• 6.2.1 算法工具測試78-80
• 6.2.2 輔助工具測試80-81
• 6.3 應(yīng)用示例81-84
• 6.4 本章小結(jié)84-85
• 總結(jié)與展望85-87
• 參考文獻87-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果90-91
• 致謝91-92
• 答辯委員會對論文的評定意見92

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本文編號：866592