.NET 9 + WPF + Halcon 构建工业视觉流程框架：从架构设计到落地实践

摘要：工业自动化领域，机器视觉技术在生产制造、质量控制等领域扮演着越来越重要的角色，已成为提升生产效率的关键环节。随着.NET 9的发布和 WPF 技术的成熟，开发具备高度可扩展性的视觉流程控制系统成为可能。

工业自动化领域，机器视觉技术在生产制造、质量控制等领域扮演着越来越重要的角色，已成为提升生产效率的关键环节。随着.NET 9的发布和 WPF 技术的成熟，开发具备高度可扩展性的视觉流程控制系统成为可能。

本文将详细介绍一个基于 .NET 9、WPF、CommunityToolkit 以及 Halcon 等技术的视觉流程框架，该框架通过模块化设计实现图像采集、处理、通信及逻辑控制的全流程管理，为工业视觉检测提供了灵活高效的解决方案。

项目介绍

WPF视觉流程框架是一个专注于图像采集、处理及设备通信的系统。它不仅支持从文件夹或直接通过Halcon接口获取图像，还集成了逻辑控制、阈值分割、几何测量、模板匹配等高级功能。

另外，该系统采用模块化设计，使得每个功能模块都可以独立开发、测试和维护，极大地提高系统的可扩展性和灵活性。

项目提供一套灵活、高效且易于扩展的运动视觉流程控制系统。

项目功能1、图像采集

包括从文件夹读取图像和通过Halcon接口直接获取图像。

2、图像处理

如图像保存、显示等基础操作，以及更复杂的阈值分割、几何测量等功能。

3、设备通信

实现与外部设备的数据交互，确保信息流畅无阻。

4、逻辑控制

提供加法运算、IF判断等基本逻辑处理能力，为复杂业务逻辑打下坚实基础。

5、标定工具

用于校准相机和其他测量仪器，保证数据准确性。

6、变量工具

帮助用户管理过程中的各种变量，提高编程效率。

项目特点

高度模块化：每个组件都独立封装，便于后期维护和升级。

强大的兼容性：支持多种图像来源和处理方式，适应不同的应用场景。

丰富的UI控件：借助于WPF和CommunityToolkit，提供一个美观且易用的界面。

高效的图像处理能力：利用Halcon库的强大算法，能够快速准确地完成复杂的图像分析任务。

项目技术

项目采用一系列先进技术以确保其性能和可靠性：

.NET 9：最新的.NET版本，带来了更好的性能优化和更多的新特性。

WPF：用于创建用户界面的技术栈，支持现代应用所需的各种图形和动画效果。

CommunityToolkit：增强了WPF的功能，提供了更多实用的UI控件。

Halcon：一款专业的机器视觉软件库，内含大量先进的图像处理算法。

项目代码项目结构

框架定位为运动视觉流程控制系统，采用 .NET 9 框架开发，以 WPF 作为前端界面引擎，结合 CommunityToolkit 实现 MVVM 模式，集成Halcon工业视觉库完成核心算法处理。

具体框架如下图所示：

MainViewModel部分代码

public MainViewModel
{
#region 组件列表数据初始化
CatalogList.Add(new CatalogModel
{
IsSelected = true,
Icon = "\ue9ed",
Name = "图像采集",
Description = "获取图像方式",
Components = new List
{
new ComponentModel{ Icon="\ue604",
Name="文件夹",
TargetNode="ImageCapture;ImageCapture.FolderImageNode",
TargetModel="ImageCapture;ImageCapture.FolderImageNodeModel",
W=150,
H=34
},
new ComponentModel{ Icon="\ue621",Name="Halcon",
TargetNode="ImageCapture;ImageCapture.HalconImageNode",
TargetModel="ImageCapture;ImageCapture.HalconImageNodeModel",
W=150,
H=34},
}
});

{
Icon = "\ue9ee",
Name = "图像处理",
Description = "获取图像方式获取图像方式获取图像方式",

{
new ComponentModel{ Name="图像保存"},
new ComponentModel{ Name="图像显示",Icon="\ue9ee",
TargetNode="ImageProcess;ImageProcess.ImageShowNode",
TargetModel="ImageProcess;ImageProcess.ImageShowNodeModel",
W=150,
H=34}
}
});

{
Icon = "\ueb05",
Name = "设备通信",
Description = "获取图像方式"
});

{
Icon = "\ue636",
Name = "图像坐标变换",

});

{
Icon = "\ue73f",
Name = "逻辑控制",
Description = "获取图像方式获取图像方式获取图像方式获取图像方式",

{
new ComponentModel{ Name="加法",Icon="\ue74d",
TargetNode="LogicControl;LogicControl.AddNode",
TargetModel="LogicControl;LogicControl.AddNodeModel",
W=150,
H=34
},
new ComponentModel{ Name="IF判断",Icon="\ue71d",
TargetNode="LogicControl;LogicControl.DecisionNode",
TargetModel="LogicControl;LogicControl.DecisionNodeModel",
W=120,
H=45
}
}
});

{
Icon = "\ue8a4",
Name = "标定工具",
Description = "获取图像方式获取图像方式获取图像方式获取图像方式"
});

{
Icon = "\ue86e",
Name = "逻辑控制",

});

{
Icon = "\ue644",
Name = "阈值分割",

});

{
Icon = "\ue66d",
Name = "几何测量",

});

{
Icon = "\ue608",
Name = "模板匹配",

});

{
Icon = "\ue712",
Name = "图像内容识别",

});

{
Icon = "\ue73c",
Name = "变量工具",

});
#endregion
CurrentCatalog = CatalogList[0];

CatalogItemCommand =
new RelayCommand

ComponentItemCommand = new RelayCommandobject>(OnComponentItem);

NewFlowCommand = new RelayCommand(DoNewFlow);
CloseFlowTabCommand = new RelayCommandobject>(DoCloseFlowTab);

SaveFlowCommand = new RelayCommand(DoSaveFlow);

OpenFlowCommand = new RelayCommand(DoOpenFlow);

MaximizeCommand = new RelayCommand( =>
{
var window = Application.Current.MainWindow;
if (window.WindowState==WindowState.Normal)
{
window.WindowState = WindowState.Maximized;
}
else
{
window.WindowState = WindowState.Normal;
}

});

MinimizeCommand = new RelayCommand( =>
{

window.WindowState = WindowState.Minimized;
});
}
项目效果

通过这个框架，我们可以轻松开发出满足特定需求的运动视觉流程控制系统。不管是生产线上的实时监控还是实验室中的精密测量，系统都能提供强有力的支持。

更重要的是，由于其开放式的架构设计，大家可以根据自己的实际需要对系统进行定制化修改。

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