工业智能相机图形化编程工具的研究

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1、硕士学位论文工业智能相机图形化编程工具的研究作者姓名刘泽桂学科专业机械电子工程指导教师李迪教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2016年4月AGraphicProgrammingToolofSmartCamerasforIndustryMachineVisionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuZeguiSupervisor：Prof.LiDiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,C

2、hina分类号：TP319学校代号：10561学号：201420100558华南理工大学硕士学位论文工业智能相机图形化编程工具的研究作者姓名：刘泽桂指导教师姓名、职称：李迪教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械电子工程研究方向：机器视觉检测技术论文提交日期：2016年4月22日论文答辩日期：2016年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张铁民委员：李迪石永华万加富张舞杰华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的

3、研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容

4、，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：15920324230电子邮箱：zinger_liu@qq.com联系地址(含邮编)：摘

5、要“工业4.0”的提出激发了制造领域新一轮的技术革命。“中国制造2025”同样提出要优化制造业产业结构，促使中国完成从制造大国到制造强国的转变。在此背景下，智能制造将成为当前工业的主要发展方向。智能相机具有结构紧凑、功耗低、实时性好、可靠性高等特点，符合智能制造的需求，有望取代人工检测和传统的机器视觉系统，成为主流的检测手段。目前国内的智能相机产品与国外水平存在一定的差距。其中编程工具需要完善功能、提高易用性。本文针对工业智能相机图形化编程工具的不足进行研究。论文完成的主要工作如下：首先明确了设计目的及特点，

6、从用户活动情况中提取出功能需求，析取用例，并探讨了软件的非功能性需求。在此基础上，分析了图形化开发系统的结构，着重讨论了编程工具的设计与实现，并给出了总体设计方案。从面向对象的角度设计图元对象，采用CImage类作为通用的图像描述格式、组合模式管理应用程序、迭代器模式辅助遍历程序。研究了应用程序的运行机制，设计了用以实现通用数据链接的数据结构。采用OpenCV和动态链接库技术设计预定义函数集，并通过算法工具和算法库之间的接口层，实现算法库的扩展。研究了编程工具的界面组成，设计了界面总体布局，实现了抽屉式工具箱

7、、通用图像控件等界面元素，采用界面复用技术优化配置显示区的设计。实现了用户编程中的图像导入、树节点添加等交互设计，采用策略模式重建任务树、串行化机制实现工程存储与加载，并实现了配置显示区的导航等工程辅助功能。设计了工具库，实现多种功能，包括利用OpenCV实现连通区域、边缘位置等算法工具，利用HALCON实现搜索、形状搜索等算法工具；采用动态编译技术实现计算器工具中的复杂算术表达式的解析和计算，实现了图像输入、坐标系统、输出等其他辅助工具。论文采用多个用例对软件进行了测试，并且给出一个完整的应用示例，从而验证

8、了工具的可行性。关键词：智能相机；图形化编程；组态技术；图像处理IABSTRACT“Industry4.0”enablesanewroundoftechnicalrevolutionformanufacturingindustry.Similarly,“MadeinChina2025”aimstooptimizeindustrialstructureofmanufacturingandfacilit