工业智能相机图形化编程工具研究与实现

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1、硕士学位论文工业智能相机图形化编程工具研究与实现作者姓名吴培浩学科专业机械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2018年4月ResearchandImplementonGraphicProgrammingToolforIndustrialSmartCameraADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuPeihaoSupervisor：Prof.LiDiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP319学校代号：

2、10561学号：201620100365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研究与实现作者姓名：吴培浩指导教师姓名、职称：李迪教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械工程研究方向：机械电子工程论文提交日期：2018年04月13日论文答辩日期：2018年05月28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：谢正超教授委员：谢正超教授肖明教授万加富教授张舞杰副教授王世勇副教授摘要工业4.0战略与“中国制造2025”规划引领新一代技术变革，推动我国制造业向智能化、数字化、网络化转变。智能相机作为智能制造设备感知外界的工具

3、之一，具有结构紧凑、功耗低、实时性强等特点，被应用于智能装备的感知与控制中。国内智能相机起步较晚，研究更多集中在智能相机的硬件系统上，在编程方面存在编程工具缺失、编程环境易用性差等缺陷，与国际先进水平相比存在一定的差距。针对智能相机在编程系统上的不足，本课题开发了一套图形化的智能相机编程系统，重点对图形化编程界面搭建、运行管理环境与仿真功能、监控功能等关键问题进行了研究，提出了具体的解决方案，并完成了编程系统的搭建，主要工作如下：一、分析了设计目的与用户需求，提出了图形化编程系统的总体结构，对系统的每部分进行功能模块划分与设计，并完成系统架构设计和开发平台的

4、选取。二、研究了运行管理环境数据管理方法和应用程序的运行机制，设计了抽象算法模块接口层，实现了对算法库的封装与扩展。对运行管理环境外部通讯模块进行了研究与设计，提供了多种外部通讯方式。基于OPCUA协议，实现了应用程序模型的动态创建和外部监控功能。三、设计了图形化编程环境的界面布局，并完成通用图像控件和抽屉式工具箱的结构与功能设计。采用界面复用技术优化配置界面布局，并完成了图像管理、工程管理、应用程序编辑等模块的功能设计。通过与运行管理环境的交互，实现了编程环境的仿真功能、数据定制和监视功能。四、设计了系统工具库，对算法工具进行功能划分，分别借助OpenCV

5、和HALCON算法库实现了两种图像算法库。设计并实现了相机系统控制工具、应用程序逻辑控制与计算工具、通信工具等其他功能模块工具。五、对图形化编程系统进行了全面测试，并将其应用于工件检测与分拣系统中，利用智能相机与机械臂协同工作分别实现了对静止工件和移动工件的抓取，测试结果及实验运行效果验证了本系统开发的可行性与正确性。关键词：图形化编程；智能相机；图像处理；软件设计IABSTRACTIndustry4.0and“MadeinChina2025”guidedanewroundoftechnicalrevolution,whichpromotedthetrans

6、formationofChinesemanufacturingindustrytointelligentization,digitalizationandnetworking.Asoneofthetoolswithwhichintelligentdevicesperceivedoutsides,smartcamera,withcompactstructure,lowpowercomsuptionandexcellentreal-timecapablity,wasusedforinitialperceptionandcontrolofsmartequipmen

7、t.InChina,theresearchofsmartcamerastartedlate,andwerefocusedmoreonhardwaresystem.However,smartcamerahadsomeshortcomingswhencomparedwithforeignproductsespeciallyintermsofusageofprogrammingtools.Aimedtotheshortages,thisprojectcarriedonthedevelopmentofprogrammingsystemforsmartcamera,m

8、ainlyreseachedonhowtobuilt