CN109871204B - 文字可视化视觉编程集成装置、处理设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种文字可视化视觉编程集成装置、处理设备及存储介质。该集成装置包括人机交互系统、库文件系统和执行系统；人机交互系统包括可视化人机交互编辑系统、多国家语言设定系统、视觉实时调试系统；库文件系统包括视觉库系统、工作环境库和智能硬件库系统；执行系统包括文件系统、视觉与智能硬件执行器系统；集成装置的可视化人机交互编辑系统根据用户的程序设计并调用库文件，生成可执行程序；编译通过的程序由可视化人机交互编辑系统送给执行系统，执行系统运行文件系统，将可视化人机交互编辑系统发送来的代码编译为机器驱动代码，驱动视觉与智能硬件执行器系统。解决了现有图形化编程环境无法处理视觉模块和人工智能等算法模块的问题。
Description
技术领域
本发明涉及视觉处理可视化编程开发环境技术领域，尤其涉及一种文字可视化视觉编程集成装置。
背景技术
随着机器人及人工智能的发展，机器人视觉、人工智能编程教育越来越受到重视，为了降低对机器学习人工智能领域编程的难度，将编程代码和图形结合起来，研制出一种文字可视化视觉编程模式。将其所用到的编程代码以文字图形化方式展现，将抽象的底层代码转换成易懂的文字图形化代码，只需要简单的操作文字图形化代码即可完成各种复杂功能的编程。
目前市面上已有多种图形化编程软件，如Mixly编程软件，实现了将一些常见的传感器(温度、湿度传感器)的信号进行采集及对执行器(LED、蜂鸣器等)硬件模块作出控制，其通过编辑图形化代码生成其对应的底层C/C++或者Python代码，然后将生成后的代码上传到对应的控制器上，从而达到了控制硬件模块的目的，但它对学习视觉或者其他更高级的智能硬件编程的开发，其将无法满足他们的需求。
发明内容
本发明提供一种文字可视化视觉编程集成装置，旨在解决现有图形化编程环境无法处理视觉模块这样复杂算法模块的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种文字可视化视觉编程集成装置，所述集成装置包括：人机交互系统、库文件系统、执行系统；
所述人机交互系统包括可视化人机交互编辑系统、多国家语言设定系统、视觉实时调试系统；
所述库文件系统包括视觉库系统、工作环境库和智能硬件库系统；
所述执行系统包括文件系统、视觉与智能硬件执行器系统；
所述集成装置的可视化人机交互编辑系统作为人机交互的窗口，提供用户进行代码编辑的工具与载体，将用户的程序语言转换为计算机语言，根据用户的程序设计并调用库文件，整合为一个可执行的完整程序；
使用视觉实时调试系统对程序中视觉部分代码进行实时调试；
编译通过的程序由可视化人机交互编辑系统编辑后发送给执行系统，执行系统根据接收到的代码，运行文件系统，将可视化人机交互编辑系统发送来的代码编译为机器驱动代码，驱动视觉与智能硬件执行器系统。
优选的，上述可视化人机交互编辑系统窗口界面包括工具栏、文字可视化代码添加区、文字可视化代码编辑区、采集图像显示区、图像对应色彩空间直方显示区和调试打印区；
所述工具栏包括新建模块、打印模块、保存模块、另存模块、编译模块和程序下载模块；
所述文字可视化代码添加区包括程序模块、引脚模块、数学模块、逻辑模块、字符模块、数组模块、串口模块、视觉模块、模块模块、变量模块和函数模块和输入栏模块；
所述采集图像显示区用于显示实时图像；
所述图像对应色彩空间直方显示区包括用于实时显示图像的色彩空间直方图；
所述调试打印区用于显示程序执行、编译、错误及警告提示信息；
采用成熟的程序逻辑与思想，通过可视化人机交互编辑系统实现程序设计思想的录入。
优选的，上述库的视觉库包括图像识别算法库、图像匹配算法库和神经网络库；
所述图像识别算法库集合了图像识别的经典算法，将灰度识别、边缘识别和高斯滤波算法封装为图形块代码；
所述图像匹配算法库集合了图像匹配的经典算法，将现有图像匹配算法封装为图形块代码；
所述神经网络库集合了现有经典的神经网络算法，将现有神经网络算法封装为图形块代码；
对视觉库的调用方式为对图形块代码的拖拽和/或复制。
优选的，上述库的工作环境库，具体包括计算机库、硬件驱动库和其他辅助库，用于支持集成开发环境在编程载体上的正常运行。
优选的，上述库的智能硬件库，具体包括传感器库。执行器库和显示器库；
所述传感器库将传感器的输入标准化，实现对固定类型和输出标准信号的传感器进行型号采集，传感器库包含了现有典型传感器；
所述执行器库将执行器的输出标准化，变量参数来自用户开发输入，对现有典型执行器进行标准化控制；
所述显示器库记录了现有典型显示器的数据传输方式和协议，通过对显示器型号的需求及与控制器连接的引脚的设置，实现对现有显示器的标准化控制。
优选的，上述执行系统的文件系统用于对可视化代码编辑系统传输过来的代码进行编译，编译过程实现对库文件的调用、对代码的集成和生成可执行文件；
所述可执行文件用于支持视觉实时调试系统的调试需求。
优选的，上述执行系统的视觉和智能硬件执行系统用于将文件系统生成的可执行文件编译为硬件控制器可执行语言，同时用于视觉实时调试系统与底层硬件连接的接口。
优选的，上述编程方法，具体过程包括：
对于输入输入变量、过程变量进行变量声明；
对于已经声明的变量进行数值传递或赋值；
对需要执行的动作进行设定；
对执行的结果进行保存、截取或删除处理。
本发明还提供一种用于文字可视化视觉编程集成处理设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令及数据，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如前述任一项所述的集成装置功能。
还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令及数据，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述任一项所述的集成装置功能。
与现有技术相比，本发明通过将深奥的图像处理算法图形块代码的方式进行封装，使得用户无需对图像处理算法进行深入了解即可进行图像处理相关技术的开发，结合现有图形化编译环境的优势，进一步降低了学习图像处理的技术门槛，使得图像处理、机器学习、AI人工智能等技术的学习变得简单化、普世化。
附图说明
图1是本发明提供的一种文字可视化视觉编程集成装置的系统组成框图；
图2是本发明提供的一种文字可视化视觉编程集成装置的代码编译流程图；
图3是本发明提供的一种文字可视化视觉编程集成装置的库组成框图；
图4是本发明提供的一种文字可视化视觉编程集成装置的可视化代码编辑系统界面布局图；
图5是本发明一种文字可视化视觉编程集成装置的可视化代码编辑的一个具体实施例图。
图中：1、工具栏；2、文字可视化代码添加区；3、文字可视化代码编辑区；4、采集图像显示区；5、图像对应色彩空间直方显示区；6、调试打印区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，一种文字可视化视觉编程集成装置，所述集成装置包括：人机交互系统、库文件系统、执行系统；
所述人机交互系统包括可视化人机交互编辑系统、多国家语言设定系统、视觉实时调试系统；
所述库文件系统包括视觉库系统、工作环境库和智能硬件库系统；
所述执行系统包括文件系统、视觉与智能硬件执行器系统；
参见图2，所述集成装置的可视化人机交互编辑系统作为人机交互的窗口，提供用户进行代码编辑的工具与载体，将用户的程序语言转换为计算机语言，根据用户的程序设计并调用库文件，整合为一个可执行的完整程序；
使用视觉实时调试系统对程序中视觉部分代码进行实时调试；
编译通过的程序由可视化人机交互编辑系统发送给执行系统，执行系统根据接收到的代码，运行文件系统，将可视化人机交互编辑系统发送来的代码编译为机器驱动代码，驱动视觉与智能硬件执行器系统。
参见图4、图5，优选的，上述可视化人机交互编辑系统窗口界面包括工具栏、文字可视化代码添加区、文字可视化代码编辑区、采集图像显示区、图像对应色彩空间直方显示区和调试打印区；
所述工具栏包括新建模块、打印模块、保存模块、另存模块、编译模块和程序下载模块；
所述文字可视化代码添加区包括程序模块、引脚模块、数学模块、逻辑模块、字符模块、数组模块、串口模块、视觉模块、模块模块、变量模块和函数模块和输入栏模块；
所述采集图像显示区用于显示实时图像；
所述图像对应色彩空间直方显示区包括用于实时显示图像的色彩空间直方图；
所述调试打印区用于显示程序执行、编译、错误及警告提示信息；
采用成熟的程序逻辑与思想，通过可视化人机交互编辑系统实现程序设计思想的录入。
参见图3，优选的，上述库的视觉库包括图像识别算法库、图像匹配算法库和神经网络库；
所述图像识别算法库集合了图像识别的经典算法，将灰度识别、边缘识别和高斯滤波算法封装为图形块代码；
所述图像匹配算法库集合了图像匹配的经典算法，将现有图像匹配算法封装为图形块代码；
所述神经网络库集合了现有经典的神经网络算法，将现有神经网络算法封装为图形块代码；
对视觉库的调用方式为对图形块代码的拖拽和/或复制。
参见图3，优选的，上述库的工作环境库，具体包括计算机库、硬件驱动库和其他辅助库，用于支持集成开发环境在编程载体上的正常运行。
参见图3，优选的，上述库的智能硬件库，具体包括传感器库。执行器库和显示器库；
所述传感器库将传感器的输入标准化，实现对固定类型和输出标准信号的传感器进行型号采集，传感器库包含了现有典型传感器；
所述执行器库将执行器的输出标准化，变量参数来自用户开发输入，对现有典型执行器进行标准化控制；
所述显示器库记录了现有典型显示器的数据传输方式和协议，通过对显示器型号的需求及与控制器连接的引脚的设置，实现对现有显示器的标准化控制。
优选的，上述执行系统的文件系统用于对可视化代码编辑系统传输过来的代码进行编译，编译过程实现对库文件的调用、对代码的集成和生成可执行文件；
所述可执行文件用于支持视觉实时调试系统的调试需求。
优选的，上述执行系统的视觉和智能硬件执行系统用于将文件系统生成的可执行文件编译为硬件控制器可执行语言，同时用于视觉实时调试系统与底层硬件连接的接口。
优选的，上述编程方法，具体过程包括：
对于输入输出变量、过程变量进行变量声明；
对于已经声明的变量进行数值传递或赋值；
对需要执行的动作进行设定；
对执行的结果进行保存、截取或删除处理。
值得一提的是，本发明的库并不限于上述文中所提的组成部分，本发明采用库的设计思想，结合图形化编程设计思维，将图像处理的算法封装为图形块代码，基于模块化思维，对于随着学科发展而新提出的算法，可实时添加到库文件系统中，对于开发者自己设计的算法也可实时添加到库文件系统中。
另外，对库的调用并不局限于文字的命令语言，也包括数据流式的数据输入，通过对图形块代码的几个数据的输入变量传输实时数据，程序也可实现可靠运行。
综上所述，本发明的基于模块化、图形化和模块化的设计思想将算法、编程、应用实现了多层分割，使得对算法和编程没有基础的应用者也具备了快速进行应用开发的能力，同时也使算法研究人员可以实时为应用开发进行算法更新，不必对原有代码框架进行修改，使得编程人员得到解放，大幅度提高了编程人员的工作效率。
本发明还提供一种用于文字可视化视觉编程集成处理设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令及数据，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如前述任一项所述的集成装置功能。
还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令及数据，当所述计算机程序指令被处理器执行时，实现前述任一项的集成装置功能。该存储装置可以作为完整的产品发行。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，所述集成装置包括：人机交互系统、库文件系统、执行系统；
所述人机交互系统包括可视化人机交互编辑系统、多国家语言设定系统、视觉实时调试系统；
所述库文件系统包括视觉库系统、工作环境库和智能硬件库系统；
所述执行系统包括文件系统、视觉与智能硬件执行器系统；
所述集成装置的可视化人机交互编辑系统作为人机交互的窗口，提供用户进行代码编辑的工具与载体，将用户的程序语言转换为计算机语言，根据用户的程序设计并调用库文件，整合为一个可执行的完整程序；
使用视觉实时调试系统对程序中视觉部分代码进行实时调试；
编译通过的程序由可视化人机交互编辑系统编辑后发送给执行系统，执行系统根据接收到的代码，运行文件系统，将可视化人机交互编辑系统发送来的代码编译为机器驱动代码，驱动视觉与智能硬件执行器系统；
所述可视化人机交互编辑系统窗口界面包括工具栏、文字可视化代码添加区、文字可视化代码编辑区、采集图像显示区、图像对应色彩空间直方显示区和调试打印区；
所述工具栏设置在所述界面的顶部，所述文字可视化代码添加区设置在所述界面的左侧，且在所述工具栏的下部，所述文字可视化代码编辑区在所述界面的中部，所述调试打印区在所述文字可视化代码编辑区的下部，所述采集图像显示区在所述界面的右侧，所述图像对应色彩空间直方显示区在所述采集图像显示区的下方；
所述工具栏包括新建模块、打印模块、保存模块、另存模块、编译模块和程序下载模块；
所述文字可视化代码添加区包括程序模块、引脚模块、数学模块、逻辑模块、字符模块、数组模块、串口模块、视觉模块、模块模块、变量模块和函数模块和输入栏模块；
所述采集图像显示区用于显示实时图像；
所述图像对应色彩空间直方显示区包括用于实时显示图像的色彩空间直方图；
所述调试打印区用于显示程序执行、编译、错误及警告提示信息；
通过可视化人机交互编辑系统实现程序设计思想的录入；
所述执行系统的文件系统用于对可视化代码编辑系统传输过来的代码进行编译，编译过程实现对库文件的调用、对代码的集成和生成可执行文件；
所述可执行文件用于支持视觉实时调试系统的调试需求。
2.如权利要求1所述的文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，所述库的视觉库包括图像识别算法库、图像匹配算法库和神经网络库；
所述图像识别算法库将灰度识别、边缘识别和高斯滤波算法封装为图形块代码；
所述图像匹配算法库，将图像匹配算法封装为图形块代码；
所述神经网络库，将神经网络算法封装为图形块代码；
对视觉库的调用方式为对图形块代码的拖拽和/或复制。
3.如权利要求1所述的文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，所述库的工作环境库，具体包括计算机库、硬件驱动库和其他辅助库，用于支持集成开发环境在编程载体上的正常运行。
4.如权利要求1所述的文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，所述库的智能硬件库，具体包括传感器库，执行器库和显示器库；
所述传感器库将传感器的输入标准化，实现对固定类型和输出标准信号的传感器进行型号采集；
所述执行器库将执行器的输出标准化，变量参数来自用户开发输入，对执行器进行标准化控制；
所述显示器库记录了显示器的数据传输方式和协议，通过对显示器型号的需求及与控制器连接的引脚的设置，实现对显示器的标准化控制。
5.如权利要求1所述的文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，所述执行系统的视觉与智能硬件执行器 系统用于将文件系统生成的可执行文件编译为硬件控制器可执行语言，同时用于视觉实时调试系统与底层硬件连接的接口。
6.如权利要求1到5任一项所述的文字可视化视觉编程集成装置，其特征在于，编程具体过程包括：
对于输入输出变量、过程变量进行变量声明；
对于已经声明的变量进行数值传递或赋值；
对需要执行的动作进行设定；
对执行的结果进行保存、截取或删除处理。
7.一种用于文字可视化视觉编程集成处理设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令及数据，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的集成装置功能。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令及数据，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的集成装置功能。
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