ColorVision.Engine

概述

ColorVision.Engine 是 ColorVision 系统的核心引擎，负责流程管理、设备服务协调、模板系统和数据处理。它是整个系统的控制中心，通过可视化的流程设计器，用户可以创建复杂的测试和分析流程。

基本信息

主要功能: 流程引擎、设备管理、模板系统、数据库访问
架构模式: 模块化、服务化、事件驱动
通信协议: MQTT、TCP/IP、串行通信
数据存储: MySQL、SQLite、文件系统
特色功能: 可视化流程设计、设备自动发现、实时监控

核心功能

1. 流程引擎系统

可视化流程设计: 通过拖拽节点创建复杂流程
流程执行管理: 支持串行、并行、条件分支执行
状态监控: 实时监控流程执行状态和进度
异常处理: 完善的错误处理和恢复机制

2. 设备服务管理

设备自动发现: 自动扫描和识别网络设备
多协议支持: MQTT、TCP、UDP、串行通信
服务注册: 动态注册和管理设备服务
状态同步: 实时同步设备状态和参数

3. 模板系统

参数化模板: 支持灵活的参数配置
模板继承: 模板间的继承和组合关系
版本管理: 模板版本控制和历史记录
导入导出: 模板的备份和迁移功能

4. 数据管理

多数据源支持: MySQL、SQLite、文件存储
ORM映射: Entity Framework数据访问层
事务管理: 保证数据操作的一致性
数据同步: 支持数据的同步和复制

架构设计

主要组件

FlowEngineManager 流程引擎管理器

负责流程的创建、加载、执行和监控管理。

csharp

public class FlowEngineManager
{
    // 加载流程模板
    public async Task\<FlowTemplate\> LoadFlowTemplateAsync(string templateName)
    
    // 执行流程
    public async Task\<FlowResult\> ExecuteFlowAsync(FlowTemplate template, Dictionary\\<string, object\> parameters)
    
    // 监控流程状态
    public event EventHandler\<FlowStatusChangedEventArgs\> FlowStatusChanged;
}

DeviceServiceManager 设备服务管理器

管理所有设备服务的生命周期和通信。

csharp

public class DeviceServiceManager
{
    // 注册设备服务
    public void RegisterService\<T\>() where T : IDeviceService
    
    // 获取设备服务
    public T GetService\<T\>() where T : IDeviceService
    
    // 设备状态变更事件
    public event EventHandler\<DeviceStatusChangedEventArgs\> DeviceStatusChanged;
}

TemplateManager 模板管理器

处理模板的加载、保存、参数管理等操作。

csharp

public class TemplateManager
{
    // 创建新模板
    public async Task\<Template\> CreateTemplateAsync(string name, TemplateType type)
    
    // 保存模板
    public async Task SaveTemplateAsync(Template template)
    
    // 加载模板参数
    public async Task\<Dictionary\\<string, object>\> LoadTemplateParametersAsync(int templateId)
}

流程引擎

流程设计器

基于 STNodeEditor 的可视化流程设计器，支持：

节点拖拽: 从工具箱拖拽节点到画布
连接管理: 节点间的输入输出连接
属性编辑: 实时编辑节点属性
布局管理: 自动布局和手动调整

节点类型

1. 输入节点

数据输入: 从文件、数据库、设备读取数据
参数设置: 流程参数和常量定义
触发条件: 定时、事件、手动触发

2. 处理节点

图像处理: 滤波、变换、增强、分析
数据处理: 统计、计算、格式转换
算法执行: 调用自定义算法模块

3. 控制节点

条件判断: if-else逻辑分支
循环控制: for、while循环处理
并行执行: 多线程并行处理

4. 输出节点

结果保存: 保存到文件、数据库
报告生成: 自动生成分析报告
设备控制: 控制外部设备动作

执行机制

csharp

// 流程执行示例
var flowEngine = new FlowEngine();
var flow = await flowEngine.LoadFlowAsync("quality_check_flow");

// 设置参数
flow.SetParameter("input_image", imagePath);
flow.SetParameter("threshold", 0.8);

// 执行流程
var result = await flowEngine.ExecuteAsync(flow);

// 处理结果
if (result.Success)
{
    var outputData = result.GetOutput\<ProcessingResult\>();
    Console.WriteLine($"处理完成：{outputData.Message}");
}

设备服务管理

设备服务架构

每个设备类型都有对应的服务类，实现 IDeviceService 接口：

csharp

public interface IDeviceService
{
    string ServiceType { get; }
    DeviceStatus Status { get; }
    
    Task\<bool\> ConnectAsync();
    Task\<bool\> DisconnectAsync();
    Task\<object\> ExecuteCommandAsync(string command, object parameters);
    
    event EventHandler\<DeviceStatusChangedEventArgs\> StatusChanged;
}

支持的设备类型

1. 相机设备服务

LV相机: 亮度图像采集
BV相机: 生物视觉图像
CV相机: 色彩视觉图像
通用相机: 标准工业相机

2. 光谱设备服务

光谱仪: 光谱数据采集
色度计: 色度参数测量
辐射计: 辐射量测量

3. 运动控制服务

电机控制: 步进电机、伺服电机
位移台: XYZ精密位移控制
旋转台: 角度控制和定位

4. 通信服务

MQTT服务: 消息发布订阅
TCP服务: 网络通信服务
串口服务: RS232/RS485通信

设备配置管理

csharp

// 设备服务配置示例
public class CameraServiceConfig
{
    public string IpAddress { get; set; }
    public int Port { get; set; }
    public string Username { get; set; }
    public string Password { get; set; }
    public CameraType Type { get; set; }
    public Dictionary\\<string, object\> Parameters { get; set; }
}

// 注册和配置设备服务
var deviceManager = ServiceContainer.GetService\<DeviceServiceManager\>();
var cameraService = deviceManager.GetService\<CameraService\>();
await cameraService.ConfigureAsync(config);

模板系统

模板系统是ColorVision.Engine的核心组成部分，负责算法参数的管理、存储和版本控制。包含约317个文件，分布在45个子模块中。

模板体系结构

ARVR 算法模板组

专门用于AR/VR显示设备的光学性能测试：

MTF (调制传递函数): 光学系统成像质量评估
SFR (空间频率响应): 基于ISO 12233标准的MTF测试
FOV (视场角): 测量光学系统的有效视野范围
Distortion (畸变): 几何畸变分析和校正
Ghost (鬼影): 二次反射和杂散光检测

POI 模板组

兴趣点检测、分析与校准的完整处理流程：

AlgorithmImp: POI检测算法实现（Harris、Shi-Tomasi、FAST等）
BuildPoi: POI点聚类和结构化
POIFilters: 多种过滤器（位置、质量、距离等）
POIGenCali: 相机标定和几何校准
POIRevise: 亚像素精化和异常点剔除
POIOutput: 多格式数据输出（JSON、CSV、XML等）

图像处理模板组

基础图像处理与检测：

LEDStripDetection: LED灯带检测
LedCheck: LED质量检查
ImageCropping: 图像裁剪

分析模板组

数据分析与合规性检测：

JND (最小可察觉差异): 视觉差异阈值分析
Compliance (合规性): 标准合规性检测
Matching (匹配): 图像和数据匹配算法

流程与通用模板

Flow: 流程模板定义
Jsons: 基于JSON的通用配置模板（MTF2、FOV2、BinocularFusion等）

核心架构

csharp

// ITemplate 基类 - 所有模板的基础
public class ITemplate
{
    public string Name { get; set; }      // 模板名称
    public string Code { get; set; }      // 模板代码
    public string Title { get; set; }     // 显示标题
    
    public virtual void Load();           // 从数据库加载
    public virtual void Save();           // 保存到数据库
    public virtual bool Import();         // 导入模板
    public virtual void Export(int index); // 导出模板
}

// ITemplate\<T> 泛型模板 - 类型安全的参数管理
public class ITemplate\<T> : ITemplate where T : ParamModBase, new()
{
    public ObservableCollection\<T> Params { get; set; }
}

// ParamModBase - 参数模型基类
public class ParamModBase : ModelBase
{
    public ModMasterModel ModMaster { get; set; }
    public ObservableCollection\<ModDetailModel> ModDetailModels { get; set; }
}

模板管理核心组件

TemplateControl - 模板控制中心

csharp

public class TemplateControl
{
    // 全局模板注册表
    public static Dictionary\<string, ITemplate> ITemplateNames { get; set; }
    
    // 添加模板实例
    public static void AddITemplateInstance(string code, ITemplate template);
    
    // 检查模板名称是否存在
    public static bool ExitsTemplateName(string templateName);
}

UI组件

TemplateManagerWindow: 模板管理主界面，支持搜索和浏览
TemplateEditorWindow: 模板编辑窗口，支持CRUD操作
TemplateCreate: 模板创建/导入窗口

使用示例

创建和使用模板

csharp

// 1. 定义参数类
public class MyAlgorithmParam : ParamModBase
{
    public double Threshold 
    { 
        get => GetValue(_Threshold); 
        set => SetProperty(ref _Threshold, value); 
    }
    private double _Threshold = 0.5;
}

// 2. 创建模板类
public class TemplateMyAlgorithm : ITemplate\<MyAlgorithmParam>
{
    public override string Title => "我的算法";
    public string Code => "MyAlg";
    
    public void Load()
    {
        // 从数据库加载参数
        var items = Db.Queryable\<ModMasterModel>()
            .Where(a => a.Type == 123)
            .ToList();
        
        Params = new ObservableCollection\<MyAlgorithmParam>();
        foreach (var item in items)
        {
            var details = Db.Queryable\<ModDetailModel>()
                .Where(d => d.ModMasterId == item.Id)
                .ToList();
            Params.Add(new MyAlgorithmParam(item, details));
        }
    }
}

// 3. 使用模板
var template = new TemplateMyAlgorithm();
template.Load();
var param = template.Params[0];
param.Threshold = 0.75;
template.Save();

扩展机制

模板系统支持多种扩展方式：

扩展点	接口/基类	用途
新算法模板	ITemplate<T>	添加新的算法参数化模板
自定义UI	UserControl	为模板提供专用编辑界面
搜索扩展	ISearch	扩展模板搜索功能
结果处理	IResultHandleBase	处理算法执行结果的显示

详细文档

完整的Templates系统文档请参阅：

Templates架构设计 - 详细的架构设计和组件说明
Templates API参考 - 完整的API文档和使用示例
ARVR模板详解 - ARVR算法模板的详细说明
POI模板详解 - POI处理流程和使用指南
模板管理 - 模板管理界面和操作指南

数据库操作

数据模型

主要数据实体包括：

csharp

// 模板主表
public class ModMaster
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Type { get; set; }
    public string CreateDate { get; set; }
    public int SysResourceId { get; set; }
    public int Pid { get; set; }
    public string Remark { get; set; }
    public int TenantId { get; set; }
    public bool IsDelete { get; set; }
}

// 流程详情表  
public class ModFlowDetail
{
    public int Id { get; set; }
    public int MasterId { get; set; }
    public string FlowData { get; set; }  // Base64编码的流程数据
    public string CreateDate { get; set; }
    public bool IsEnable { get; set; }
    public string Remark { get; set; }
}

DAO 数据访问层

csharp

public class ModMasterDao : BaseDao\<ModMaster\>
{
    // 按类型查询模板
    public async Task<List\\<ModMaster>\> GetByTypeAsync(int type)
    
    // 按名称搜索
    public async Task<List\\<ModMaster>\> SearchByNameAsync(string keyword)
    
    // 获取模板树结构
    public async Task<List\\<ModMaster>\> GetTreeStructureAsync(int parentId)
}

public class ModFlowDetailDao : BaseDao\<ModFlowDetail\>
{
    // 获取流程详情
    public async Task\<ModFlowDetail\> GetFlowDetailAsync(int masterId)
    
    // 保存流程数据
    public async Task SaveFlowDataAsync(int masterId, string flowData)
}

使用示例

完整的流程执行示例

csharp

public class QualityCheckFlow
{
    private readonly FlowEngineManager _flowEngine;
    private readonly DeviceServiceManager _deviceManager;
    private readonly TemplateManager _templateManager;
    
    public async Task\<QualityCheckResult\> ExecuteQualityCheckAsync(string productId)
    {
        try
        {
            // 1. 加载质量检测流程模板
            var flowTemplate = await _templateManager.LoadTemplateAsync("quality_check_flow");
            
            // 2. 获取相机服务
            var cameraService = _deviceManager.GetService\<CameraService\>();
            await cameraService.ConnectAsync();
            
            // 3. 设置流程参数
            var parameters = new Dictionary\\<string, object\>
            {
                ["product_id"] = productId,
                ["camera_service"] = cameraService,
                ["quality_threshold"] = 0.95,
                ["save_images"] = true
            };
            
            // 4. 执行流程
            var result = await _flowEngine.ExecuteFlowAsync(flowTemplate, parameters);
            
            // 5. 处理结果
            if (result.Success)
            {
                var qualityResult = result.GetOutput\<QualityCheckResult\>();
                await SaveResultAsync(qualityResult);
                return qualityResult;
            }
            else
            {
                LogError($"质量检测失败: {result.ErrorMessage}");
                throw new Exception(result.ErrorMessage);
            }
        }
        finally
        {
            // 6. 清理资源
            await _deviceManager.DisconnectAllAsync();
        }
    }
}

自定义算法节点示例

csharp

[NodeInfo("图像增强", "对图像进行亮度和对比度调整")]
public class ImageEnhanceNode : BaseFlowNode
{
    [NodeParameter("亮度", 1.0, 0.1, 3.0)]
    public double Brightness { get; set; } = 1.0;
    
    [NodeParameter("对比度", 1.0, 0.1, 3.0)]
    public double Contrast { get; set; } = 1.0;
    
    public override async Task\<NodeResult\> ExecuteAsync(NodeContext context)
    {
        var inputImage = context.GetInput\<Mat\>("image");
        if (inputImage == null)
            return NodeResult.Error("输入图像为空");
            
        var outputImage = new Mat();
        inputImage.ConvertTo(outputImage, -1, Contrast, Brightness * 255 - 255);
        
        return NodeResult.Success(new { image = outputImage });
    }
}

API参考

核心接口

IFlowEngine

csharp

public interface IFlowEngine
{
    Task\<FlowResult\> ExecuteAsync(FlowDefinition flow);
    Task\<FlowDefinition\> LoadFlowAsync(string flowName);
    Task SaveFlowAsync(FlowDefinition flow);
    event EventHandler\<FlowExecutionEventArgs\> FlowExecutionChanged;
}

IDeviceService

csharp

public interface IDeviceService
{
    string ServiceType { get; }
    DeviceStatus Status { get; }
    Task\<bool\> ConnectAsync();
    Task\<object\> ExecuteCommandAsync(string command, object parameters);
    event EventHandler\<DeviceStatusChangedEventArgs\> StatusChanged;
}

ITemplate

csharp

public interface ITemplate
{
    string Name { get; }
    TemplateType Type { get; }
    Dictionary\\<string, TemplateParameter\> Parameters { get; }
    Task ApplyAsync(Dictionary\\<string, object\> parameters);
    Task\<object\> ExecuteAsync();
}

配置和初始化

csharp

// 服务容器配置
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddSingleton\<FlowEngineManager\>();
    services.AddSingleton\<DeviceServiceManager\>();
    services.AddSingleton\<TemplateManager\>();
    services.AddSingleton\<DatabaseManager\>();
    
    // 注册设备服务
    services.AddTransient\<CameraService\>();
    services.AddTransient\<SpectrometerService\>();
    services.AddTransient\<MotorService\>();
}

// 初始化引擎
public async Task InitializeEngineAsync()
{
    var serviceProvider = BuildServiceProvider();
    
    var deviceManager = serviceProvider.GetService\<DeviceServiceManager\>();
    await deviceManager.InitializeAsync();
    
    var templateManager = serviceProvider.GetService\<TemplateManager\>();
    await templateManager.LoadTemplatesAsync();
    
    var flowEngine = serviceProvider.GetService\<FlowEngineManager\>();
    await flowEngine.InitializeAsync();
}

ColorVision.Engine ​

目录 ​

概述 ​

基本信息 ​

核心功能 ​

1. 流程引擎系统 ​

2. 设备服务管理 ​

3. 模板系统 ​

4. 数据管理 ​

架构设计 ​

主要组件 ​

FlowEngineManager 流程引擎管理器 ​

DeviceServiceManager 设备服务管理器 ​

TemplateManager 模板管理器 ​

流程引擎 ​

流程设计器 ​

节点类型 ​

1. 输入节点 ​

2. 处理节点 ​

3. 控制节点 ​

4. 输出节点 ​

执行机制 ​

设备服务管理 ​

设备服务架构 ​

支持的设备类型 ​

1. 相机设备服务 ​

2. 光谱设备服务 ​

3. 运动控制服务 ​

4. 通信服务 ​

设备配置管理 ​

模板系统 ​

模板体系结构 ​

ARVR 算法模板组 ​

POI 模板组 ​

图像处理模板组 ​

分析模板组 ​

流程与通用模板 ​

核心架构 ​

模板管理核心组件 ​

TemplateControl - 模板控制中心 ​

UI组件 ​

使用示例 ​

创建和使用模板 ​

扩展机制 ​

详细文档 ​

数据库操作 ​

数据模型 ​

DAO 数据访问层 ​

使用示例 ​

完整的流程执行示例 ​

自定义算法节点示例 ​

API参考 ​

核心接口 ​

IFlowEngine ​

IDeviceService ​

ITemplate ​

配置和初始化 ​

相关资源 ​

ColorVision.Engine

目录

概述

基本信息

核心功能

1. 流程引擎系统

2. 设备服务管理

3. 模板系统

4. 数据管理

架构设计

主要组件

FlowEngineManager 流程引擎管理器

DeviceServiceManager 设备服务管理器

TemplateManager 模板管理器

流程引擎

流程设计器

节点类型

1. 输入节点

2. 处理节点

3. 控制节点

4. 输出节点

执行机制

设备服务管理

设备服务架构

支持的设备类型

1. 相机设备服务

2. 光谱设备服务

3. 运动控制服务

4. 通信服务

设备配置管理

模板系统

模板体系结构

ARVR 算法模板组

POI 模板组

图像处理模板组

分析模板组

流程与通用模板

核心架构

模板管理核心组件

TemplateControl - 模板控制中心

UI组件

使用示例

创建和使用模板

扩展机制

详细文档

数据库操作

数据模型

DAO 数据访问层

使用示例

完整的流程执行示例

自定义算法节点示例

API参考

核心接口

IFlowEngine

IDeviceService

ITemplate

配置和初始化

相关资源