基于图编程的嵌入式机器视觉算法平台研究-计算机软件与理论专业论文.docx

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master The Research of Embedded Machine Vision Algorithm System based on Graphic Programing Candidate: Wang Teng teng Supervisor: Prof. Yan Yi March, 2016 杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品或成果。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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和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杭州电子科技大学。本人保证 毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文 在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州电子科技大学硕士学位论文 杭州电子科技大学硕士学位论文 摘 要 计算机视觉是利用摄像机和电脑替代人眼的一门学科，具有对目标进行分类、 识别、追踪和判断决策等功能。近两年来，随着“德国工业 4.0”和“中国 2025 计 划”的推出，加快了以智能制造为核心的工业发展，尤其是可编程逻辑控制器 （Programmable Logical Controller，PLC）技术。越来越多的 PLC 技术将运动控 制与视觉技术结合在一起，这是当今时代智能化的一个重要的标志。这些技术的 发展，离不开嵌入式系统的支撑。而基于嵌入式系统的机器视觉平台开发，目前 还处于起步阶段。 为了适应在嵌入式系统上进行视觉应用开发，本文在本实验室现有的嵌入式 图编程环境 CASS 上添加图像算法模块，用于辅助嵌入式系统对图像数据进行计 算和处理。本课题将重点关注在软件平台上实现创新，主要对以下几方面进行了 研究：（1）研究开源 OpenCV 库，对移植好的视觉算法模块定义标准接口，用 XML 语言实现对算法库的快速封装；（2）研究图形化编程语言和 IEC61131-3 标 准，将算法模块封装成功能块构件，实现用拖拉控件方式进行图形化编程；（3） 研究嵌入式平台和计算机视觉调试方法，提出一种基于 PC 端和嵌入式端的双层 视觉调试（Double Layer Vision Debug，DLVD）方法，实现平台的混合调试功能； （4）研究通信协议，针对图像数据传输的特殊性，提出新的 32 位 Modbus 协议， 实现对特定图像区域从嵌入式端到 PC 端的快速传输。 本文在 Microsoft Visual Stdio2010 软件平台和.net framework4.0 上，用 C#语 言实现了基于图编程的嵌入式机器视觉软件平台。该平台能够实现普通工人和现 场工程师用图形化编程方式对视觉应用进行快速建模、仿真、调试等任务。 关键词：机器视觉，嵌入式系统，图编程，调试 I ABSTRACT Computer Vision is a subject which makes use of video cameras and computer to replace the human eye and can realize classification, recognition and tracking, judgment, decision-making, and other functions. In the last two years, with the publishing of the German “Industrial 4.0” and “Made in China 2025” Plan, the industrial development of the intelligent manufacturing as the core ,has sped up, especially the Programmable Logical Controller technologies. There are more and more Prog