CASE / 01计算机视觉 · 边缘系统 · 模型治理

多相机实时工业表面检测

把采集、检测、证据回溯与模型治理接成一条生产链路。

PythonPyTorchOpenCVDjangoRedisVue 3.NET
使用合成数据重建的多相机实时检测公开演示界面

01 / 项目概览

职责视觉管线与系统工程
重点多相机采集 / 推理 / 追溯 / 治理
技术栈Python, PyTorch, OpenCV, Django, Redis, Vue 3, .NET
项目语境保密工业部署;GPL-3.0-only 公共前端使用合成数据重建

03 / 问题背景

工程问题远不止训练一个检测模型:六路线扫视角需要在不阻塞生产链路的前提下完成采集,与正确的工件和区段身份绑定,经过预处理与缺陷推理后,形成可持久化、可定位、可由现场人员复核的证据。

关键约束

01六视角采集与边缘带宽02预览链与正式检测链隔离03工件与区段数据谱系04稀缺缺陷与困难负样本05可持久化的复核证据

04 / 系统方案

拆分采集热路径、业务真值与复核闭环,并让每个边界都可观察。

01边缘采集六视角
02预处理 + ROI微批处理
03异常 + 缺陷推理
04证据 + 复核持久闭环
01

预览帧由边缘采集端直接送往浏览器;正式帧先持久化并快速确认,再进入异步推理。运行态、缺陷事件、图像证据与复核变更保持彼此分离,但通过明确契约建立可追溯关系。

05 / 系统架构

四个模块、三条数据路径,共同完成一份可追溯的检测契约。

系统把运行态控制、latest-only 实时预览与持久化正式检测拆成三条路径。以下说明保留已核验的软件边界与等待语义,同时省略客户身份、现场拓扑、存储地址、报警阈值、凭据、容量配置与生产参数。

01Vue 3 · Vite

前端

现场操作与复核工作台

  • 六相机总览、融合视图与单路聚焦
  • 实时运行状态与缺陷事件更新
  • 历史检索与图像级人工复核
  • 模型、样本、参数与报警治理
02Django · Channels · Redis · MySQL

后端

业务真值与链路编排中心

  • 统一维护工件、区段与运行身份
  • 快速确认正式帧并调度异步任务
  • 持久化帧、图像、检测与复核谱系
  • 提供 REST、事件 WebSocket 与治理接口
03.NET 10 · SaperaLT

采集

六视角边缘采集

  • 在两个逻辑边缘节点上驱动六路线扫相机
  • 提供 latest-only 原始、聚焦与融合预览流
  • 依据运行信号冻结上下文并门控正式采集
  • 先写入原始图像,再提交元数据
04Flask · OpenCV · anomalib · Ultralytics

算法

视觉推理服务

  • 执行预处理与 ROI 提取
  • 批量完成异常与缺陷推理
  • 按存储位置直接读取图像
  • 返回缺陷、位置与证据元数据

05.1 / 模块通信图

同一套系统,三条不同的数据路径。

控制、预览和正式检测承担不同的一致性与时延目标。把它们拆开,才能避免操作员画面、业务真值和算法吞吐彼此拖累。

低延迟 / latest-only持久化 / 可追溯控制与业务上下文
CONTROL PLANE

运行态控制

生产信号信号与身份

形成当前工件、区段和运行阶段

运行态适配
后端业务真值

统一维护运行态与冻结上下文

Runtime control
采集采集门控

依据完整快照决定正式帧是否允许进入

PREVIEW PLANE

实时预览

采集多相机回调

生成单路、聚焦和融合预览

内存 / JPEG
边缘流仅保留最新帧

拥塞时允许覆盖旧画面

Preview WebSocket
前端现场工作台

直接消费预览,不等待正式推理

FORMAL PLANE

正式检测

采集冻结正式帧

绑定 frame、工件、区段与相机身份

Durable write
共享存储原图持久化

大图字节留在数据平面

JSON ingress
后端校验并快速确认

路径与上下文入队,采集立即继续

HTTP batch
算法批量视觉推理

按路径读图并执行预处理、异常与缺陷

REST + Events
后端 / 前端证据闭环

结果落库、增量推送、按需复核

关键原则:预览帧可以被新帧覆盖;正式帧必须拥有冻结身份、持久化位置和可重试的处理记录。

05.2 / 正式检测流程图

一次正式检测,先保证身份正确,再追求吞吐。

采集回调之后立即分流。预览支路只服务操作员可见性;正式支路则建立一条从原图、任务、模型结果到人工复核的持久证据链。

BACKEND建立运行身份

确认当前工件、区段和采集阶段

BACKEND → CAPTURE下发完整控制快照

携带正式绑定许可与冻结上下文

CAPTURE六视角采集回调

同一入口分离预览帧和正式帧

PREVIEW可丢帧,只保最新
PREVIEW

最新画面直达前端

不入队、不落业务库;发生拥塞时优先保住新鲜度。

FORMAL持久化、可重试、可审计
01 / CAPTURE

原图先落盘

写入成功后才提交路径与冻结元数据。

02 / INGRESS

校验、幂等、快速 ACK

ACK 只表示已接收调度,不表示检测完成。

03 / WORKER

持久任务与有界合批

队列吸收推理波动,Worker 组织微批任务。

04 / ALGORITHM

进程内视觉流水线

按共享路径读图,保持原图坐标完成 ROI、异常与缺陷阶段。

05 / BACKEND

绑定谱系并落库

结果映射回 frame、相机、区段与模型版本。

06 / FRONTEND

增量展示与按需复核

轻量事件更新现场状态,完整证据通过 REST 加载。

INVARIANT

即使推理延迟返回,结果也只能写回它进入系统时冻结的 frame 与 section;不能拿“当前页面状态”重新猜测归属。

05.3 / 关键时序图

快速 ACK 把采集时延与推理时延解耦。

这张图强调发生顺序与等待边界:原图写入成功后才提交正式元数据;入口确认不等待算法;前端先收轻量增量,再按需读取完整证据。

01生产信号
02后端
03采集
04存储 / 队列
05算法
06前端
A / 建立运行上下文
运行边沿与身份建立权威工件 / 区段
完整控制快照正式绑定许可 + 冻结上下文
预览帧latest-only,不进入正式链
B / 接收正式帧
持久化原图先完成 durable write
路径 + 冻结上下文JSON ingress,不传大图字节
写入持久任务校验与幂等后入队
ACCEPTED不等待推理和结果落库
C / 推理与证据闭环
批任务 + runtime context有界合批与模型绑定
按位置读取图像原图字节不穿过业务 API
结构化检测结果ROI、缺陷、坐标与版本证据
实时检测增量轻量事件,不推送完整大图
详情请求 / 复核决定按需读取并回写审核状态
完整可追溯证据图像、检测框、位置与审计信息

图中只保留公开的软件合同;现场地址、凭据、阈值、容量配置和生产性能数据均未公开。

05.4

通信合同索引

01生产信号运行态适配器后端

建立权威的工件与区段上下文。

02后端运行态 / 控制上下文采集

下发权威身份与正式采集门控条件。

03采集预览 WebSocket前端

以 latest-only 方式传输相机与融合画面,不进入正式检测链。

04采集JSON 正式入站后端

原图持久化后,连同冻结的业务上下文提交图像位置。

05后端Redis Worker + HTTP 批处理算法

将快速确认与有界微批推理解耦。

06算法结构化结果后端

返回检测结果,并持久化映射到帧与区段谱系。

07后端REST + 事件 WebSocket前端

按需提供历史与详情,同时推送轻量实时增量。

05.5

检测链路逐步说明

  1. 01

    冻结运行身份

    后端建立当前工件与区段真值;采集端把这份上下文冻结到每个正式帧,避免延迟结果串段。

  2. 02

    先持久化,再入站

    采集端先写入原始图像,再提交存储位置与元数据,不让大图字节穿过业务 API。

  3. 03

    快速确认并排队

    后端校验后快速确认入站,将持久任务写入 Redis,使采集不被推理耗时阻塞。

  4. 04

    批量视觉推理

    Worker 组织有界任务;算法服务读取共享图像,依次完成预处理、ROI、异常与缺陷检测。

  5. 05

    落库证据并推送增量

    检测结果绑定冻结的数据谱系并持久化,再压缩为轻量实时事件推给前端。

  6. 06

    人工复核与模型治理

    操作员按需读取完整证据;复核结果进入样本治理与受控模型迭代闭环。

06 / 技术挑战

01

让预览退出正式链路

操作员预览使用 latest-only 边缘流;只有完成正式绑定的帧才占用持久化与推理资源,避免展示流反向拖慢检测。

02

在区段重叠中保持身份一致

为每个正式帧冻结工件与区段上下文,使延迟返回的推理结果不会被错误绑定到新的生产状态。

03

把检测结果变成可复核证据

按整段建立轻量图像索引,将缺陷映射回相机与位置,再按需加载详细证据,避免一次性向浏览器推送全部重数据。

04

治理模型变更

分别管理预处理、异常与缺陷模型版本,并将人工复核、样本治理与受控迭代连接起来。

07 / 项目结果

只陈述有证据支持的结果。

下列能力已对照内部实现与维护中的工程文档核验。客户身份、现场拓扑、生产图像、吞吐量、准确率、报警规则和部署地址均不公开;公开界面中的所有数值仅用于演示,不代表生产结果。

01六视角边缘采集,以及融合总览与单路聚焦视图实现已核验
02从帧、区段到缺陷的持久化证据谱系实现已核验
03实时事件、历史检索与图像级人工复核实现已核验
04预处理、异常与缺陷模型的版本化治理实现已核验
下一个案例

WordScene / 译笺