.NET 开源工业视觉系统 OpenIVS 快速搭建自动化检测平台

前言

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。
项目介绍

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。

项目功能

OpenIVS 主要包含以下核心功能模块：
1、相机连接与图像采集

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。
2、AI模型推理

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。
3、PLC控制与设备逻辑

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。
4、系统配置与设置

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。
项目特点

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。

安装需求

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

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

项目使用

1、修改PLC配置

在 ModbusManager.cs 中可以修改PLC相关配置：
串口通信参数设置

1. _modbusApi.SetSerialPort(
2.     settings.PortName,  // 串口名称
3.     settings.BaudRate,  // 波特率
4.     settings.DataBits,  // 数据位
5.     settings.StopBits,  // 停止位
6.     settings.Parity,    // 校验位
7.     (byte)settings.DeviceId   // 设备ID
8. );

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也可以在设置页面修改：

位置控制参数
修改MoveToPositionAsync方法可调整位置控制逻辑
调整位置精度：Math.Abs(currentPosition - position) < 1.0f
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ModbusManager中增加如下方法：

1. _modbusApi.WriteSingleRegister(16, isOK);

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2、修改相机配置

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：

同时也可以在设置页面修改：

• 存图路径
  
• 存图质量
  
• 是否存储OK图或NG图
  

多相机支持

• 多相机的情况下，可以在 CameraInitializer.cs 中修改相机连接参数：
  
• 当前系统使用单例模式管理相机：CameraInstance.Instance
  

若需支持多相机，可修改为列表管理多个相机实例

1. // 多相机管理示例
2. private List<CameraManager> _cameraManagers = new List<CameraManager>();
4. // 初始化多个相机
5. public void InitializeMultipleCameras(Settings settings)
6. {
7.       foreach (var cameraConfig in settings.CameraConfigs)
8.       {
9.          var cameraManager = new CameraManager();
10.          // 设置相机参数
11.          _cameraManagers.Add(cameraManager);
12.       }
13. }

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3、修改模型推理方法

设置模型路径
在设置页面，可以修改模型路径：

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

1. // 多模型管理示例
2. private Dictionary<string, Model> _models = new Dictionary<string, Model>();
4. // 加载多个模型
5. public void LoadModels(List<string> modelPaths)
6. {
7.     foreach (var path in modelPaths)
8.     {
9.         string modelName = Path.GetFileNameWithoutExtension(path);
10.         _models[modelName] = new Model(path, 0);
11.     }
12. }

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实现模型级联
可修改PerformInference方法实现多模型级联推理

1. // 级联推理示例
2. public string PerformCascadeInference(Bitmap image)
3. {
4.     // 第一阶段：检测
5.     var detectionResult = _models["DetModel"].InferBatch(imageList);
6.    
7.     // 第二阶段：分割
8.     var smallImages = CropImage(image, detectionResult);
9.     var segmentationResult = _models["SegModel"].InferBatch(smallImages);
10.    
11.     return segmentationResult;
12. }

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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
4、修改设备逻辑

简单的设备逻辑可以在设置里修改：

自定义处理逻辑
在 MainLoopManager.cs 中可以修改整体处理逻辑：
1、修改位置序列

1. // 位置序列定义可以根据需要调整
2. private readonly float[] _positionSequence = new float[] { 195, 305, 415, 305 };

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2、调整处理流程
主流程在RunMainLoopAsync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

1. // 图像预处理示例
2. private Bitmap PreprocessImage(Bitmap image)
3. {
4.     using (var mat = BitmapConverter.ToMat(image))
5.     {
6.         // 添加预处理步骤，如二值化等
7.         Cv2.CvtColor(mat, mat, ColorConversionCodes.BGR2GRAY);
8.         Cv2.Threshold(mat, mat, 128, 255, ThresholdTypes.Binary);
9.         
10.         return BitmapConverter.ToBitmap(mat);
11.     }
12. }

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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

1. // 后处理逻辑示例
2. private bool PostProcessResult(string result)
3. {
4.     // 实现自定义决策逻辑
5.     if (result.Contains("缺陷") && _currentPositionIndex == 2)
6.     {
7.         // 特定位置的特定缺陷处理
8.         return false;
9.     }
10.     return string.IsNullOrEmpty(result);
11. }

复制代码

项目源码

Gitee： https://gitee.com/dl-cv/OpenIVS
总结

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
最后

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