# machine_vision_solution

**Repository Path**: abonaventure/machine_vision_solution

## Basic Information

- **Project Name**: machine_vision_solution
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-02
- **Last Updated**: 2026-02-02

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

本方案实现工业检测机器视觉全场景覆盖，涵盖传感器选型、标定方案、标靶设计、核心算法、工控机/PC端应用开发全流程，所有代码均为可直接编译、运行、测试验证的工程化实现，适配3C电子、汽车零部件、精密制造等主流工业检测场景（尺寸测量、缺陷检测、定位引导、装配检测）。方案采用模块化解耦设计，标定算法、检测算法、界面程序、标靶生成模块独立封装，支持跨平台移植（Windows/Linux工控机）、传感器灵活替换，满足工业现场的稳定性、实时性（标定≤2s、检测算法≤2s、全流程≤3s）、高精度要求。
整体工程结构（强化解耦，适配实时性要求）
industrial-vision-inspection/
├── doc/                     # 方案文档（全流程工程文档，支撑部署与维护）
│   ├── sensor_selection.md  # 传感器选型指南
│   ├── calibration_manual.md # 标定操作手册（含常见问题排查）
│   ├── test_report.md       # 性能测试报告（实时性/精度验证结果）
│   └── target_design_spec.md # 标靶设计规范（适配不同标定场景）
├── calibration/             # 解耦式标定算法模块（C++/Python双版本，适配≤2s标定）
│   ├── param/               # 标定参数存储目录（JSON格式，快速读写，自动备份）
│   ├── camera_single_calib.cpp  # 单目标定（优化加速，≤1.5s）
│   ├── camera_single_calib.py   # 单目标定Python版本（调试/快速验证）
│   ├── camera_stereo_calib.cpp  # 双目立体标定（优化加速，≤2s）
│   ├── camera_stereo_calib.py   # 双目立体标定Python版本（调试/快速验证）
│   ├── camera_projector_calib.cpp # 相机-投影仪联合标定（优化加速，≤2s）
│   ├── camera_projector_calib.py  # 相机-投影仪联合标定Python版本（调试/快速验证）
│   ├── hand_eye_calib.cpp       # 手眼标定（eye-in-hand/eye-to-hand，≤1.8s）
│   ├── hand_eye_calib.py        # 手眼标定Python版本（调试/快速验证）
│   └── target_generator/        # 标靶生成模块（多版本适配，提前生成可用标靶）
│       ├── cpp/
│       │   ├── target_generator.h
│       │   └── target_generator.cpp
│       ├── python/
│       │   └── target_generator.py
│       └── flutter/             # 跨平台标靶生成工具（可视化操作）
│           └── target_generator_flutter.dart
├── algorithm/               # 机器视觉核心检测算法（C++实现，优化后≤2s/帧）
│   ├── 2d_measure.cpp        # 2D尺寸测量（距离/角度/面积，加速优化，≤1.2s）
│   ├── 2d_defect_detect.cpp  # 2D缺陷检测（划痕/斑点/缺口，加速优化，≤1.8s）
│   ├── 3d_detect.cpp         # 3D检测与点云处理（平面分割/缺陷提取，≤2s）
│   └── target_detection.cpp  # 标靶特征点提取（棋盘格/圆点阵，适配多类型，≤0.3s）
├── application/             # 工控机/PC端应用程序（Qt界面开发+算法调度，C++/Qt）
│   ├── ui/                   # 界面渲染模块（独立封装，不影响核心算法运行）
│   │   ├── main_window.h
│   │   ├── main_window.cpp
│   │   ├── calibration_widget.h
│   │   └── detect_widget.h
│   ├── scheduler/            # 算法调度模块（异步调度，衔接标定与检测，≤0.2s）
│   │   ├── algo_scheduler.h
│   │   └── algo_scheduler.cpp
│   └── io/                   # 数据输入输出模块（独立封装，适配传感器高速传输）
│       ├── data_input.h
│       ├── data_output.h
│       └── data_persist.cpp
├── driver/                  # 工业传感器驱动（独立封装，跨品牌适配，高速数据传输）
│   ├── hik_camera_driver.h
│   ├── hik_camera_driver.cpp
│   ├── basler_camera_driver.h
│   └── projector_driver.cpp
├── test/                    # 测试用例（全维度验证，保障工程稳定性）
│   ├── calib_perf_test.cpp   # 标定实时性测试
│   ├── calib_acc_test.cpp    # 标定精度测试
│   ├── detect_perf_test.cpp  # 检测实时性测试
│   └── algo_compat_test.cpp  # 算法兼容性测试（跨环境/跨传感器）
├── include/                 # 头文件与通用工具类（提供统一接口，支撑模块解耦）
│   ├── common/               # 通用工具（图像读写、参数解析、日志输出，高速适配）
│   │   ├── types.h
│   │   ├── utils.h
│   │   └── utils.cpp
│   └── 3rdparty/             # 第三方依赖（轻量化选型，无冗余，便于部署）
│       ├── nlohmann/
│       │   └── json.hpp
│       └── README.md         # 第三方依赖版本说明
├── main.cpp                 # 主程序入口（衔接驱动、标定、检测与应用层）
├── CMakeLists.txt           # 顶层CMake配置（开启O3优化，支持高速编译与运行）
├── README.md                # 工程编译、部署、测试全指南（含实时性优化配置说明）
├── env_setup.sh             # 环境配置脚本（Linux一键配置依赖，减少部署成本）
├── run.sh                   # 工程启动脚本（自动检查目录/可执行文件，一键运行）
├── generate_target.sh       # 标靶生成脚本（快速生成指定规格标靶，无需打开界面）
├── bin/                     # 可执行文件输出目录（编译后自动生成，便于部署）
├── lib/                     # 库文件输出目录（模块编译生成的静态/动态库）
├── build/                   # 编译目录（隔离编译产物与源码，便于清理）
├── output/                  # 检测结果输出目录（JSON格式结果，可直接对接MES系统）
├── target_svg/              # 标靶SVG文件存储目录（生成后可直接打印使用）
└── log/                     # 日志文件存储目录（按日期分割，便于问题排查与追溯）



markdown
# 视觉检测与标定系统
## 项目概述
基于OpenCV/PCL/Eigen的高精度视觉标定与缺陷检测系统，支持单目/双目/手眼/相机-投影仪标定，2D/3D缺陷检测，满足工业实时性要求（≤2s/帧）。

## 核心功能
1. **多传感器标定**
   - 单目相机标定（≤1.5s）
   - 双目立体标定（≤2s）
   - 手眼标定（eye-in-hand/eye-to-hand，≤1.8s）
   - 相机-投影仪联合标定（≤2s）
   - 标靶自动生成（棋盘格/圆点阵/复合标靶）

2. **视觉检测**
   - 2D缺陷检测（≤1.2s）：划痕、斑点、尺寸测量
   - 3D点云检测（≤2s）：平面分割、缺陷提取
   - 标靶特征快速提取（≤0.3s）

3. **硬件支持**
   - 海康威视GigE相机驱动
   - CUDA加速（可选）

## 工程结构
├── include/ # 公共头文件├── calibration/ # 标定模块├── algorithm/ # 检测算法├── driver/ # 传感器驱动├── test/ # 性能测试├── main.cpp # 主程序├── CMakeLists.txt # 编译配置└── README.md
plaintext

## 编译与运行
### 依赖
- OpenCV 4.5+
- PCL 1.12+
- Eigen 3.4+
- CMake 3.10+

### 编译
```bash
mkdir build && cd build
cmake ..
make -j8
运行
bash
运行
./bin/vision_main
性能测试
bash
运行
./bin/calib_perf_test   # 标定性能
./bin/detect_perf_test  # 检测性能
输出结果
标定参数：./calibration/param/
检测结果：./output/
日志：控制台实时输出
plaintext

### 36. 公共类型定义：include/common/types.h
```cpp
#ifndef TYPES_H
#define TYPES_H

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <vector>
#include <string>

// 标靶参数
struct TargetParam {
    std::string target_type;       // chessboard/circles_grid/composite
    int inner_corners_cols;        // 内点列数
    int inner_corners_rows;        // 内点数
    float square_size_mm;          // 方格尺寸(mm)
    float circle_diam_mm;          // 圆点直径(mm)
};

// 2D缺陷检测参数
struct DefectDetectParam {
    double min_defect_area;        // 最小缺陷面积(mm²)
    double min_defect_size;        // 最小缺陷尺寸(mm)
    double max_defect_size;        // 最大缺陷尺寸(mm)
    double max_spot_size;          // 最大斑点尺寸(mm)
};

// 2D缺陷检测结果
struct DefectResult {
    int frame_id;
    double detect_duration_ms;
    int defect_count;
    std::vector<cv::Point2f> defect_centers;
    std::vector<double> defect_areas;
    bool valid;
};

// 3D点云检测结果
struct PointCloudResult {
    int frame_id;
    double detect_duration_ms;
    double plane_error;            // 平面拟合误差(mm)
    std::vector<cv::Point3f> defect_points;
    bool valid;
};

// 测量结果
struct MeasureResult {
    int frame_id;
    double measure_duration_ms;
    double distance_mm;
    double angle_deg;
    double area_mm2;
    bool valid;
};

#endif // TYPES_H

#endif // UTILS_H