.NET 开源工业视觉系统 OpenIVS 快速搭建自动化检测平台

巧克力碎了 發表於 2025-5-29 10:31:00

.NET 开源工业视觉系统 OpenIVS 快速搭建自动化检测平台

<h2 id="前言">前言</h2>
随着工业4.0和智能制造的发展，工业视觉在质检、定位、识别等场景中发挥着越来越重要的作用。然而，开发一个完整的工业视觉系统往往需要集成相机控制、图像采集、图像处理、AI推理、PLC通信等多个模块，这对开发人员提出了较高的技术要求。
推荐一个基于 .NET 平台的开源工业视觉软件框架OpenIVS，提供完整的视觉系统开发所需的基础功能模块，帮助大家快速开发高效、稳定的工业检测系统。
<h2 id="项目介绍">项目介绍</h2>
OpenIVS 全称 Open Source Industrial Vision System，是一个面向工业视觉领域的开源软件框架，提供一套标准化、模块化、可扩展的视觉系统开发平台。
它基于 .NET 平台开发，支持与主流工业相机（如海康MVS）、图像处理库（如Halcon、OpenCV）、AI推理SDK（如深度视觉AI平台）进行集成，并提供 PLC 控制、图像采集、模型推理、结果反馈等功能模块，适用于各种自动化检测场景。
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102117309-891760355.jpg" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
<h2 id="项目功能">项目功能</h2>
OpenIVS 主要包含以下核心功能模块：
<h3 id="1相机连接与图像采集">1、相机连接与图像采集</h3>
支持海康MVS相机驱动；
可配置触发方式、曝光参数、图像保存路径；
支持单相机或多相机管理；
图像质量与存储策略可自定义。
<h3 id="2ai模型推理">2、AI模型推理</h3>
集成深度视觉AI平台高性能SDK；
支持加载多个模型并实现级联推理；
支持图像预处理与结果后处理；
模型路径可通过界面动态配置。
<h3 id="3plc控制与设备逻辑">3、PLC控制与设备逻辑</h3>
支持Modbus串口通信协议；
可设置串口参数、设备ID、寄存器地址；
提供位置控制、OK/NG信号反馈等基础逻辑；
支持扩展自定义控制动作。
<h3 id="4系统配置与设置">4、系统配置与设置</h3>
提供图形化设置页面，便于修改相机参数、PLC设置、模型路径；
支持图像保存策略（是否保存OK图或NG图）；
可灵活调整位置序列、处理流程、图像处理算法等。
<h2 id="项目特点">项目特点</h2>
OpenIVS 不仅功能全面，还具备以下优势：
模块化设计
各功能模块（相机、AI、PLC、图像处理）高度解耦，便于独立开发、调试与替换。
开源免费
作为开源项目，开发者可以自由查看源码、进行二次开发，适配自身业务需求。
易于扩展
支持多相机、多模型、多任务并发处理，满足复杂工业场景下的定制化需求。
跨平台兼容性好
基于 .NET 平台，可在 Windows 上稳定运行，未来可拓展至 Linux 环境。
实时性强、稳定性高
通过异步处理机制和良好的资源管理，确保系统在高频率检测任务中的实时性和稳定性。
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102436855-1726260385.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
<h2 id="安装需求">安装需求</h2>
在使用 OpenIVS 前，需要安装以下软件：
1、海康相机MVS
版本：MVS_STD_4.4.0_240913.exe
下载地址：MVS_STD_4.4.0_240913.zip
用于相机连接和图像采集
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102456336-475754672.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
2、Halcon（可选）
版本：halcon-20.11.1.0-windows.exe
下载地址：https://www.mvtec.com/downloads
如果需要使用Halcon接口进行图像处理，则需要安装
3、深度视觉AI平台
官方网站：https://dlcv.com.cn
需要安装高性能SDK套件才能加载模型进行推理
需要使用深度视觉AI平台训练模型
该SDK提供了模型推理所需的各项功能
参考文档：https://docs.dlcv.com.cn/deploy/csharp_sdk
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102510544-1912548295.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
<h2 id="项目使用">项目使用</h2>
<h3 id="1修改plc配置">1、修改PLC配置</h3>
在 ModbusManager.cs 中可以修改PLC相关配置：
串口通信参数设置
<pre><code class="language-cs">_modbusApi.SetSerialPort(
settings.PortName,// 串口名称
settings.BaudRate,// 波特率
settings.DataBits,// 数据位
settings.StopBits,// 停止位
settings.Parity, // 校验位
(byte)settings.DeviceId // 设备ID
);
</code></pre>
也可以在设置页面修改：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102524700-1768258547.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
位置控制参数
修改<code>MoveToPositionAsync</code>方法可调整位置控制逻辑
调整位置精度：<code>Math.Abs(currentPosition - position) < 1.0f</code>
增加其他动作
可在ModbusManager中增加其他PLC控制动作，以满足特定需求。例如：增加 OK/NG 信号控制。
假设 PLC 通过写入寄存器 16 实现 OK/NG 信号控制，可以在<code>ModbusManager</code>中增加如下方法：
<pre><code class="language-cs">_modbusApi.WriteSingleRegister(16, isOK);
</code></pre>
<h3 id="2修改相机配置">2、修改相机配置</h3>
修改相机配置
单相机的情况下，可以在设置页面修改，包括相机名称，触发方式等：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102552838-490461075.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
同时也可以在设置页面修改：
<ul>
<li>存图路径</li>
<li>存图质量</li>
<li>是否存储OK图或NG图</li>
</ul>
多相机支持
<ul>
<li>多相机的情况下，可以在 <code>CameraInitializer.cs</code> 中修改相机连接参数：</li>
<li>当前系统使用单例模式管理相机：<code>CameraInstance.Instance</code></li>
</ul>
若需支持多相机，可修改为列表管理多个相机实例
<pre><code class="language-cs">// 多相机管理示例
private List<CameraManager> _cameraManagers = new List<CameraManager>();

// 初始化多个相机
public void InitializeMultipleCameras(Settings settings)
{
 foreach (var cameraConfig in settings.CameraConfigs)
 {
 var cameraManager = new CameraManager();
 // 设置相机参数
 _cameraManagers.Add(cameraManager);
 }
}
</code></pre>
<h3 id="3修改模型推理方法">3、修改模型推理方法</h3>
设置模型路径
在设置页面，可以修改模型路径：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102609291-911925083.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
自定义模型推理
在 ModelManager.cs 中可以修改AI模型推理相关配置：
加载多个模型
<pre><code class="language-cs">// 多模型管理示例
private Dictionary<string, Model> _models = new Dictionary<string, Model>();

// 加载多个模型
public void LoadModels(List<string> modelPaths)
{
foreach (var path in modelPaths)
{
 string modelName = Path.GetFileNameWithoutExtension(path);
 _models = new Model(path, 0);
}
}
</code></pre>
实现模型级联
可修改PerformInference方法实现多模型级联推理
<pre><code class="language-cs">// 级联推理示例
public string PerformCascadeInference(Bitmap image)
{
// 第一阶段：检测
var detectionResult = _models["DetModel"].InferBatch(imageList);

// 第二阶段：分割
var smallImages = CropImage(image, detectionResult);
var segmentationResult = _models["SegModel"].InferBatch(smallImages);

return segmentationResult;
}
</code></pre>
自定义结果处理
可修改结果提取和处理逻辑，实现更复杂的决策规则
<h3 id="4修改设备逻辑">4、修改设备逻辑</h3>
简单的设备逻辑可以在设置里修改：
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/576536/202505/576536-20250529102626127-1104973214.png" width="700" loading="lazy" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto">
自定义处理逻辑
在 <code>MainLoopManager.cs</code> 中可以修改整体处理逻辑：
1、修改位置序列
<pre><code class="language-cs">// 位置序列定义可以根据需要调整
private readonly float[] _positionSequence = new float[] { 195, 305, 415, 305 };
</code></pre>
2、调整处理流程
主流程在<code>RunMainLoopAsync</code>方法中定义
可修改移动-拍照-推理的顺序或添加额外步骤
3、添加图像预处理
在ProcessImageAsync方法中添加图像处理逻辑
<pre><code class="language-cs">// 图像预处理示例
private Bitmap PreprocessImage(Bitmap image)
{
using (var mat = BitmapConverter.ToMat(image))
{
 // 添加预处理步骤，如二值化等
 Cv2.CvtColor(mat, mat, ColorConversionCodes.BGR2GRAY);
 Cv2.Threshold(mat, mat, 128, 255, ThresholdTypes.Binary);

 return BitmapConverter.ToBitmap(mat);
}
}
</code></pre>
4、自定义后处理逻辑
在推理结果处理后添加自定义逻辑，如结果聚合、条件判断等
<pre><code class="language-cs">// 后处理逻辑示例
private bool PostProcessResult(string result)
{
// 实现自定义决策逻辑
if (result.Contains("缺陷") && _currentPositionIndex == 2)
{
 // 特定位置的特定缺陷处理
 return false;
}
return string.IsNullOrEmpty(result);
}
</code></pre>
<h2 id="项目源码">项目源码</h2>
Gitee： https://gitee.com/dl-cv/OpenIVS
<h2 id="总结">总结</h2>
OpenIVS 是一个功能强大、结构清晰、易于扩展的开源工业视觉系统框架。无论你是刚入门的视觉开发新手，还是有经验的工程师，都可以借助 OpenIVS 快速搭建起属于自己的工业检测系统。
它不仅提供了从图像采集到缺陷识别的全流程能力，还开放了丰富的配置接口和扩展点，极大地降低了开发门槛和项目周期成本。
以上仅展示了OpenIVS 平台的部分功能。更多实用特性和详细信息，请大家访问项目源码。
希望本文能为从工业视觉开发的技术人员提供有价值的参考，感谢您阅读本篇文章，也欢迎交流讨论更多关于工业视觉平台设计与落地的经验！
关键词：OpenIVS、工业视觉、图像处理、AI推理、PLC控制、C#、.NET、相机采集、开源框架、自动化检测
<h2 id="最后">最后</h2>
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来源：https://www.cnblogs.com/1312mn/p/18899053

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