C# + Halcon 实现类 VisionPro 的开源机器视觉平台

前言

工业自动化和智能制造快速，机器视觉软件已成为产线检测、定位引导、缺陷识别等关键环节的核心工具。然而，市面上成熟的商业视觉平台往往价格昂贵、封闭性强，而开源方案又常常功能零散、缺乏工程化整合。

本文推荐一个仿照 VisionPro 风格、基于 Halcon 引擎的国产化机器视觉软件项目。它不追求大而全，而是聚焦于开发一个可扩展、模块化、贴近工程师实际工作流的开发与运行环境。

项目介绍

项目是一个基于 .NET Framework 的 Windows 桌面级机器视觉集成开发环境，核心图像处理能力依托 Halcon 12.0，界面架构采用 DockPanelSuite 实现多窗口自由布局，数据持久化则通过 Newtonsoft.Json 完成。

目前项目已实现基础框架搭建，并完成了图像读取、缩放、ROI 管理等核心功能。

项目功能

1、支持本地或相机图像读取，并通过 Halcon 进行高效处理；

2、提供 ROI（感兴趣区域）的添加、编辑与管理，支持多 ROI 并存；

3、内置图像缩放、显示等基础工具，满足常规预处理需求；

4、采用 Job 机制组织视觉流程，每个 Job 对应一个独立图像窗口，便于多任务并行开发；

5、开发模板匹配与定位工具，未来将支持亚像素级定位与复杂场景匹配。

项目特点

• 通过 Dock 布局实现工具箱、任务树、图像窗口的自由组合；所有窗体状态可序列化保存，下次打开自动还原；

• Job 与图像窗口一一绑定，避免混乱；界面配色随主题自适应，提升长时间使用的舒适度。

• 另外，项目采用单例模式管理主窗体与各子窗体，确保资源不重复创建，结构清晰且易于维护。

项目技术

1、界面布局依赖 DockPanelSuite 3.0.6，实现类似 Visual Studio 的可停靠窗体体验；

2、数据存储与加载采用 Newtonsoft.Json 12.0.3，保证配置信息的跨版本兼容性；

3、图像处理完全交由 Halcon 12.0 引擎完成，发挥其在工业视觉领域的高性能优势。

4、整个系统采用模块化设计，Tool（工具）、Job（任务）、Window（显示）三层解耦，新增工具只需继承基类并注册到工具箱，无需改动主框架。

项目代码

画Treeview控件两个节点之间的连线

/// <summary> /// 画Treeview控件两个节点之间的连线 /// </summary> /// <param name="treeView">要画连线的Treeview</param> /// <param name="startNode">结束节点</param> /// <param name="endNode">开始节点</param> private static void CreateLine(TreeView treeView, TreeNode endNode, TreeNode startNode) { treeView.BeginInvoke((Action)delegate { //得到起始与结束节点之间所有节点的最大长度 ，保证画线不穿过节点 var startNodeParantIndex = startNode.Parent.Index; var endNodeParantIndex = endNode.Parent.Index; var startNodeIndex = startNode.Index; var max = 0; if (!startNode.Parent.IsExpanded) { max = startNode.Parent.Bounds.X + startNode.Parent.Bounds.Width; } else { for (var i = startNodeIndex; i < startNode.Parent.Nodes.Count - 1; i++) { if (max < treeView.Nodes[startNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[startNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.Width) max = treeView.Nodes[startNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[startNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.Width; } } for (var i = startNodeParantIndex + 1; i < endNodeParantIndex; i++) { if (!treeView.Nodes[i].IsExpanded) { if (max < treeView.Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[i].Bounds.Width) max = treeView.Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[i].Bounds.Width; } else { for (var j = 0; j < treeView.Nodes[i].Nodes.Count; j++) { if (max < treeView.Nodes[i].Nodes[j].Bounds.X + treeView.Nodes[i].Nodes[j].Bounds.Width) max = treeView.Nodes[i].Nodes[j].Bounds.X + treeView.Nodes[i].Nodes[j].Bounds.Width; } } } if (!endNode.Parent.IsExpanded) { if (max < endNode.Parent.Bounds.X + endNode.Parent.Bounds.Width) max = endNode.Parent.Bounds.X + endNode.Parent.Bounds.Width; } else { for (var i = 0; i < endNode.Index; i++) { if (max < treeView.Nodes[endNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[endNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.Width) max = treeView.Nodes[endNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.X + treeView.Nodes[endNodeParantIndex].Nodes[i].Bounds.Width; } } max += 20; //箭头不能连着 节点， if (!startNode.Parent.IsExpanded) startNode = startNode.Parent; if (!endNode.Parent.IsExpanded) endNode = endNode.Parent; if (endNode.Bounds.X + endNode.Bounds.Width + 20 > max) max = endNode.Bounds.X + endNode.Bounds.Width + 20; if (startNode.Bounds.X + startNode.Bounds.Width + 20 > max) max = startNode.Bounds.X + startNode.Bounds.Width + 20; //判断是否可以在当前处划线 foreach (var item infrom item in Dictionary where Math.Abs(max - item.Key) < 15 from item1 in item.Value where startNode != item1.Value where (item1.Value.Bounds.X < _maxLength && item1.Key.Bounds.X < _maxLength) || (item1.Value.Bounds.X < _maxLength && item1.Key.Bounds.X < _maxLength) select item) { max += (15 - Math.Abs(max - item.Key)); } var temp = new Dictionary<TreeNode, TreeNode> { { endNode, startNode } }; if (Dictionary.ContainsKey(max)) if (Dictionary[max].ContainsKey(endNode)) Dictionary[max][endNode] = startNode; else Dictionary[max].Add(endNode, startNode); else Dictionary.Add(max, temp); if (!StartNodeAndColor.ContainsKey(startNode)) StartNodeAndColor.Add(startNode, Color[StartNodeAndColor.Count]); var pen = new Pen(StartNodeAndColor[startNode], 1); //如果选中就边粗 if (endNode == treeView.SelectedNode || startNode == treeView.SelectedNode) { pen.Width = 2; } Brush brush = new SolidBrush(StartNodeAndColor[startNode]); _graphics.DrawLine(pen, startNode.Bounds.X + startNode.Bounds.Width, startNode.Bounds.Y + startNode.Bounds.Height / 2, max, startNode.Bounds.Y + startNode.Bounds.Height / 2); _graphics.DrawLine(pen, max, startNode.Bounds.Y + startNode.Bounds.Height / 2, max, endNode.Bounds.Y + endNode.Bounds.Height / 2); _graphics.DrawLine(pen, max, endNode.Bounds.Y + endNode.Bounds.Height / 2, endNode.Bounds.X + endNode.Bounds.Width, endNode.Bounds.Y + endNode.Bounds.Height / 2); _graphics.DrawString("<", new Font("微软雅黑", 12F), brush, endNode.Bounds.X + endNode.Bounds.Width - 5, endNode.Bounds.Y + endNode.Bounds.Height / 2 - 12); }); }

项目效果

可通过图形界面创建多个 Job，分别加载不同图像，设置 ROI 区域，并实时查看处理结果。每个 Job 的执行流程清晰可见，图像窗口可自由拖拽、停靠或浮动，符合大家日常操作习惯。

项目源码

项目源码采用标准 C# 结构，主窗体 FormMain 负责协调 Job 加载、窗体管理与事件分发。关键逻辑包括：Job 创建时自动关联图像窗口、Dock 面板状态的 XML 序列化/反序列化、窗体拖拽与自定义标题栏交互等。

代码中大量使用静态实例（如 FormJobs.Instance）确保全局唯一性，同时通过事件机制（如 EventAddJob）实现模块间松耦合通信。

大家可基于现有 Tool 基类快速扩展新功能，例如新增一个"边缘检测工具"只需实现 Run() 方法并注册到工具面板即可。

为了防止丢失，后台回复关键字「视觉软件」，即可获取完整源码地址。

总结

项目并不是一个炫技型的 AI 视觉平台，而是一个脚踏实地、面向工业现场的实用工具。它没有堆砌前沿模型，而是回归机器视觉的本质——稳定、可靠、可配置。通过借鉴 VisionPro 的流程化思想，结合 Halcon 的强大算力与 .NET 的开发效率，该项目为中小型制造企业或自动化集成商提供了一条低成本、高可控性的视觉软件自研路径。

关键词

#机器视觉、#Halcon、#VisionPro、#模板匹配、#ROI管理、#WinForms、#DockPanel、#Job流程、C#、#工业自动化