機(jī)器視覺系統(tǒng)優(yōu)化軟件設(shè)計與實現(xiàn)

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摘要：隨著機(jī)器視覺領(lǐng)域的大力發(fā)展，各個行業(yè)對于機(jī)器視覺領(lǐng)域軟件的大幅度增加。機(jī)器視覺系統(tǒng)在使用過程存在著系統(tǒng)冗余、垃圾、版本升級等問題影響軟件系統(tǒng)的運行速度。針對此類問題研發(fā)了一款專門針對機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)化加速軟件，可以自動實現(xiàn)系統(tǒng)檢測、系統(tǒng)垃圾清理、加速優(yōu)化、采集圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等功能，大大降低了人力開發(fā)成本，提高了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性[1-5]。本文采用VisualStudio2010軟件配合Halcon函數(shù)庫進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)，通過在機(jī)器視覺硬件平臺進(jìn)行實驗，并進(jìn)行相應(yīng)功能測試和驗證，結(jié)果表明優(yōu)化加速系統(tǒng)的實現(xiàn)了預(yù)期的效果。該軟件可根據(jù)不同的應(yīng)用場景進(jìn)行自由切換使用模式，具有更好的使用環(huán)境適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺；系統(tǒng)優(yōu)化；加速器軟件

0前言

近年來，機(jī)器視覺技術(shù)成為熱點研究領(lǐng)域，這一門檢測技術(shù)具備非接觸、快速、穩(wěn)定等特點。機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷，包括機(jī)器和視覺兩部分組成，機(jī)器視覺系統(tǒng)由于在工控機(jī)平臺上進(jìn)行工作，系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求特別高，而實際受檢測環(huán)境的噪聲、現(xiàn)場不可抗力因素影響[6]，采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性不能得到保證。在工業(yè)檢測過程中，出現(xiàn)檢測系統(tǒng)垃圾過多、系統(tǒng)版本需要自動升級、采集圖像數(shù)據(jù)不能自動保存等問題，浪費了大量的時間和人力成本、嚴(yán)重影響檢測效率[7]。

1硬件功能設(shè)計

本軟件系統(tǒng)在計算機(jī)配置CPU-I5以上雙核、RAM-4G以上，客戶端配置要求電腦運行內(nèi)存不小于2G，主要硬件功能模塊可分為系統(tǒng)檢測、系統(tǒng)垃圾清理、加速優(yōu)化、快速查詢信息、采集信息轉(zhuǎn)化、五大功能，下面詳細(xì)介紹五大模塊功能。(1)系統(tǒng)檢測；CPU與主板模塊包括中央處理器、主板、BIOS信息等。視覺設(shè)備包括顯卡等信息。音頻設(shè)備信息。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模塊包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)適配器等功能。(2)系統(tǒng)垃圾清理；可以實現(xiàn)機(jī)器人視覺系統(tǒng)清理、重啟、鎖屏優(yōu)化等功能。(3)加速優(yōu)化；機(jī)器人視覺系統(tǒng)項目菜單、應(yīng)用程序、加速系統(tǒng)版本、自動多余DLL垃圾文件清理，開機(jī)和關(guān)機(jī)優(yōu)化。(4)快速查詢信息機(jī)器人視覺系統(tǒng)時間和日期查詢、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置、機(jī)器人視覺系統(tǒng)添加刪除程序、計算機(jī)管理、機(jī)器人視覺系統(tǒng)注冊表管理器，以及各功能模塊的使用說明。(5)采集信息轉(zhuǎn)化可以實現(xiàn)機(jī)器視覺系統(tǒng)采集圖片信息的處理功能，可以保存到本地，還可以上傳到網(wǎng)絡(luò)云平臺端，進(jìn)行保存，達(dá)到保存?zhèn)浞荩奖愫笃谔幚淼墓δ堋?/p>

2軟件系統(tǒng)設(shè)計

2.1軟件算法框架機(jī)器人加速優(yōu)化系統(tǒng)主要包括圖像采集模塊、算法處理模塊、識別系統(tǒng)軟件構(gòu)成系統(tǒng)。算法流程圖如圖1所示。根據(jù)軟件處理框架攝像頭采集圖像信息，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定采集區(qū)域信息進(jìn)行視覺傳感器觸發(fā)。如果成功采集可以進(jìn)行下一步上位機(jī)數(shù)據(jù)處理，否則返回上一步進(jìn)行再次預(yù)定區(qū)域判斷。通過采集機(jī)器人速度、位移、質(zhì)量等信息，上位機(jī)可以先進(jìn)行預(yù)處理、圖像去噪、二值化處理、區(qū)域信息提取等算法流程檢測當(dāng)前機(jī)器人的狀態(tài)信息，根據(jù)顯示界面設(shè)定迅速識別當(dāng)前狀態(tài)信息反饋給總控機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)，提高機(jī)器人視覺系統(tǒng)運行魯棒性、穩(wěn)定性。

2.2系統(tǒng)界面

機(jī)器視覺識別系統(tǒng)優(yōu)化軟件主要包括系統(tǒng)檢測、系統(tǒng)垃圾清理、加速優(yōu)化、信號處理快速查詢、信息轉(zhuǎn)化等功能，運行在工控機(jī)上或手機(jī)APP端智能系統(tǒng)優(yōu)化操控，系統(tǒng)檢測主界面如圖2所示。系統(tǒng)檢測模塊包括檢測系統(tǒng)工控機(jī)信息、視覺硬件信息、視覺設(shè)備信息、通信設(shè)備信息、語音設(shè)備信息等。系統(tǒng)垃圾清理模塊可以清空機(jī)器人系統(tǒng)緩存區(qū)、清空回收站、清空垃圾文件、清空系統(tǒng)運行對話框等。加速優(yōu)化模塊可以優(yōu)化開關(guān)機(jī)、視覺系統(tǒng)版本加速、清除系統(tǒng)DLL文件等?？焖俨樵兡K可以快速關(guān)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接、注冊表信息管理等。采集信息轉(zhuǎn)化模塊可以進(jìn)行采集圖像尺寸、像素、模糊度等信息預(yù)處理。

3實驗與分析

根據(jù)系統(tǒng)分析實際數(shù)據(jù)冗余問題，在上位機(jī)對機(jī)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)采集、處理、分析，最終該系統(tǒng)可以提升機(jī)器人平臺運行速度，系統(tǒng)魯棒性和運行的穩(wěn)定性。實驗數(shù)據(jù)處理界面如圖3所示。根據(jù)處理結(jié)果顯示，機(jī)器人系統(tǒng)系統(tǒng)IE緩存文件被清空，機(jī)器人系統(tǒng)垃圾被清理速度提升90%。機(jī)器視覺處理數(shù)據(jù)時，訪問網(wǎng)址垃圾得到清理，清空了系統(tǒng)冗余對話框緩存，系統(tǒng)運行速度提升80%。根據(jù)機(jī)器人視覺系統(tǒng)采集圖像信息進(jìn)行處理，可以減少采集信息失真、模糊、數(shù)據(jù)丟包問題，機(jī)器人視覺系統(tǒng)采集信息轉(zhuǎn)化如圖4所示。系統(tǒng)可以根據(jù)圖像采集的分辨率、圖像類型、尺寸進(jìn)行智能分類處理轉(zhuǎn)化，處理后的圖像信息相比于傳統(tǒng)方法采集的信息提升速度90%，在進(jìn)行視覺識別后期提升系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，有效的提升了檢測效率，提升市場應(yīng)用價值。

4結(jié)語

本文從機(jī)器人視覺識別算法理論基礎(chǔ)上，解決了機(jī)器視覺的識別過程遇到的常見問題，如系統(tǒng)冗余、數(shù)據(jù)丟包、系統(tǒng)死機(jī)等。該系統(tǒng)在工控機(jī)或手機(jī)APP進(jìn)行智能檢測優(yōu)化，與此同時系統(tǒng)自適應(yīng)運行，從而減輕了人力操控弊端，從根本上提升了機(jī)器視覺系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。從檢測效率方面提升檢測速度較為方便，可以迅速提升檢測速度、精度以及數(shù)據(jù)通訊可靠性。在實際的機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用中，具有較強(qiáng)的工業(yè)應(yīng)用價值。

作者:李東 單位:武漢城市職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院