拷贝托盘库系统架构

2026-01-06 10:49:45 +08:00
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--- a/docs/cmake_configuration_summary.md
+++ b/docs/cmake_configuration_summary.md
@@ -0,0 +1,221 @@
+# CMake 配置文档
+
+本文档总结了 `image_capture` 项目的 CMake 构建系统配置。
+
+---
+
+## 目录结构
+
+```
+image_capture/
+├── CMakeLists.txt              # 主构建配置文件
+└── cmake/                      # CMake 模块目录
+    ├── CompilerOptions.cmake   # 编译器选项配置
+    ├── Dependencies.cmake      # 外部依赖管理
+    └── PercipioSDK.cmake       # 相机 SDK 配置
+```
+
+---
+
+## 主配置文件：[CMakeLists.txt](file:///d:/Git/stereo_warehouse_inspection/image_capture/CMakeLists.txt)
+
+### 基本信息
+- **CMake 最低版本**: 3.10
+- **项目名称**: `image_capture`
+- **编程语言**: C++
+- **构建生成器**: Visual Studio 17 2022 (MSVC)
+
+### 输出目录
+```cmake
+CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY = ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin/Release  # 可执行文件
+CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY = ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib/Release  # 动态库
+CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY = ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib/Release  # 静态库
+```
+
+### 模块化设计
+项目采用模块化的 CMake 配置，通过 `cmake/` 目录下的三个模块文件组织：
+
+1. **CompilerOptions.cmake** - 编译器和全局设置
+2. **Dependencies.cmake** - Qt6、OpenCV、Open3D 依赖
+3. **PercipioSDK.cmake** - 图漾相机 SDK 配置
+
+### 库和可执行文件
+
+#### 1. Algorithm Library (`algorithm_lib`)
+**类型**: 静态库
+
+**源文件**:
+- `src/algorithm/core/detection_base.cpp`
+- `src/algorithm/core/detection_result.cpp`
+- `src/algorithm/utils/image_processor.cpp`
+- `src/algorithm/detections/slot_occupancy_detection.cpp`
+- `src/algorithm/detections/pallet_offset_detection.cpp`
+- `src/algorithm/detections/beam_rack_deflection_detection.cpp`
+- `src/algorithm/detections/visual_inventory_detection.cpp`
+- `src/algorithm/detections/visual_inventory_end_detection.cpp`
+
+**包含路径**:
+- `src`
+- `third_party/percipio/common` (修复 json11.hpp 引用)
+
+**依赖**: OpenCV, Open3D
+
+#### 2. Main Executable (`image_capture`)
+**类型**: 可执行文件
+
+**主要源文件**:
+- `src/main.cpp`
+- `src/camera/ty_multi_camera_capture.cpp`
+- `src/camera/mvs_multi_camera_capture.cpp`
+- `src/device/device_manager.cpp`
+- `src/redis/redis_communicator.cpp`
+- `src/task/task_manager.cpp`
+- `src/vision/vision_controller.cpp`
+- `src/common/log_manager.cpp`
+- `src/common/config_manager.cpp`
+- `src/gui/mainwindow.cpp` / `.h` / `.ui`
+
+**链接的库**:
+- `algorithm_lib` (项目内部算法库)
+- `cpp_api_lib` (相机 SDK C++ API 封装)
+- `tycam` (相机 SDK 动态库)
+- `${OpenCV_LIBS}` (OpenCV 库)
+- `Open3D::Open3D` (Open3D 库)
+- `Qt6::Core` 和 `Qt6::Widgets` (Qt 框架)
+- `MvCameraControl.lib` (海康 MVS SDK)
+
+### 测试配置
+- **选项**: `BUILD_TESTS` (默认 ON)
+- **测试目录**: `tests/` (通过 `add_subdirectory` 添加)
+
+---
+
+## CMake 模块详解
+
+### 1. [CompilerOptions.cmake](file:///d:/Git/stereo_warehouse_inspection/image_capture/cmake/CompilerOptions.cmake)
+
+#### C++ 标准
+- **标准**: C++17
+- **要求**: 必须支持
+
+#### Qt 自动化工具
+```cmake
+CMAKE_AUTOMOC ON    # 自动 Meta-Object Compiler
+CMAKE_AUTORCC ON    # 自动 Resource Compiler
+CMAKE_AUTOUIC ON    # 自动 UI Compiler
+```
+
+#### 编译器优化选项 (MSVC)
+
+**Release 模式** (默认):
+```cmake
+/O2        # 优化速度
+/Ob2       # 内联任何合适的函数
+/Oi        # 启用内建函数
+/Ot        # 代码速度优先
+/Oy        # 省略帧指针
+/GL        # 全局程序优化
+```
+
+**Debug 模式**:
+```cmake
+/Od        # 禁用优化
+/Zi        # 生成完整调试信息
+```
+
+#### 其他设置
+- **定义**: `OPENCV_DEPENDENCIES`
+- **compile_commands.json**: 自动生成（用于 IDE 智能提示）
+
+---
+
+### 2. [Dependencies.cmake](file:///d:/Git/stereo_warehouse_inspection/image_capture/cmake/Dependencies.cmake)
+
+#### Qt6 配置
+```cmake
+find_package(Qt6 REQUIRED COMPONENTS Widgets)
+```
+
+#### OpenCV 配置
+```cmake
+find_package(OpenCV REQUIRED)
+```
+
+#### Open3D 配置
+```cmake
+find_package(Open3D REQUIRED)
+```
+用于点云处理和算法运算。
+
+---
+
+### 3. [PercipioSDK.cmake](file:///d:/Git/stereo_warehouse_inspection/image_capture/cmake/PercipioSDK.cmake)
+
+#### 相机 SDK 路径配置
+```cmake
+CAMPORT3_ROOT     = ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/camera_sdk
+CAMPORT3_LIB_DIR  = ${CAMPORT3_ROOT}/lib/win/x64
+```
+
+#### 导入 tycam 动态库
+```cmake
+add_library(tycam SHARED IMPORTED)
+```
+
+#### C++ API 封装库 (`cpp_api_lib`)
+**类型**: 静态库
+
+**源文件**:
+`camera_sdk/sample_v2/cpp/*`, `camera_sdk/common/*`
+
+**依赖**: OpenCV
+
+---
+
+## 构建流程
+
+### 配置项目
+```bash
+cd image_capture/build
+cmake ..
+```
+
+可选参数:
+```bash
+-DOpenCV_DIR=<path>             # 指定 OpenCV 路径
+-DQt6_DIR=<path>                # 指定 Qt6 路径
+-DOpen3D_DIR=<path>             # 指定 Open3D 路径
+```
+
+### 编译项目
+```bash
+cmake --build . --config Release
+# 或
+cmake --build . --config Debug
+```
+
+---
+
+## 依赖项总结
+
+| 依赖项 | 版本要求 | 用途 |
+|--------|---------|------|
+| CMake | ≥ 3.10 | 构建系统 |
+| C++ | C++17 | 编程语言标准 |
+| Qt6 | Widgets 组件 | GUI 框架 |
+| OpenCV | 4.x | 图像处理 |
+| Open3D | 0.17+ | 3D点云处理 |
+| Percipio SDK | tycam.dll | 相机驱动 |
+| MSVC | VS2022 (v143) | 编译器 |
+
+---
+
+## 维护建议
+
+1. **环境一致性**: 确保所有依赖项（Qt, OpenCV, Open3D）都是使用 MSVC 编译的 x64 版本。
+2. **DLL 管理**: 运行时确保所有必要的 DLL 都在可执行文件目录下。
+3. **版本检测**: 保持 Open3D 和 OpenCV 版本的一致性，避免 ABI 冲突。
+
+---
+
+*文档更新时间: 2025-12-19*
--- a/docs/project_architecture.md
+++ b/docs/project_architecture.md
@@ -0,0 +1,513 @@
+# 项目架构及调用关系文档
+
+## 1. 系统概述
+
+本系统是一个基于立体视觉的仓库巡检图像采集与处理系统。它集成了图漾(Percipio)工业深度相机SDK和海康(MVS)工业2D相机SDK进行多相机图像采集，使用OpenCV进行图像处理，Qt6作为用户界面框架，并通过Redis与外部系统（如WMS仓库管理系统、机器人控制系统）进行通信和任务调度。
+
+系统主要功能包括：
+- **多相机统一管理**：同时支持深度相机（Percipio）和2D相机（MVS）的数据采集
+- **实时图像预览与状态监控**：GUI界面实时显示相机图像，支持深度图伪彩色显示
+- **基于Redis的任务触发与结果上报**：支持跨数据库的任务监听和结果写入
+- **多种检测算法**：
+  - 货位占用检测（Flag 1）：基于2D图像的目标检测
+  - 托盘位置偏移检测（Flag 2）：基于深度数据的3D位置计算
+  - 横梁/立柱变形检测（Flag 3）：基于深度数据的结构变形测量
+  - 视觉盘点检测（Flag 4）：基于Halcon的QR码识别，支持连续扫描和去重
+  - 盘点停止信号（Flag 5）：停止Flag 4的连续扫描循环
+- **智能相机分配**：根据任务类型自动选择合适的相机设备
+- **系统配置管理与日志记录**：支持参数持久化、实时日志显示和错误处理
+
+## 2. 目录结构说明
+
+```text
+scripts/                # 批处理脚本 (Redis数据库配置、模拟WMS任务等)
+docs/                   # 项目文档
+├── project_architecture.md         # 项目架构文档 (本文档)
+├── project_class_interaction.md    # 类交互关系文档
+└── cmake_configuration_summary.md  # CMake构建配置文档
+
+image_capture/
+├── CMakeLists.txt      # 主构建配置文件
+├── cmake/              # CMake模块配置
+│   ├── CompilerOptions.cmake   # 编译器选项配置
+│   ├── Dependencies.cmake      # 依赖项管理 (Qt6, OpenCV, Open3D)
+│   └── PercipioSDK.cmake       # Percipio相机SDK配置
+├── config.json         # 系统配置文件 (相机参数、算法阈值、Redis配置等)
+└── src/
+    ├── algorithm/          # 核心算法库
+    │   ├── core/           # 算法基类与结果定义
+    │   │   ├── detection_base.h/cpp        # 检测算法基类
+    │   │   └── detection_result.h/cpp      # 检测结果数据结构
+    │   ├── detections/     # 具体检测算法实现
+    │   │   ├── slot_occupancy/             # 货位占用检测
+    │   │   ├── pallet_offset/              # 托盘偏移检测
+    │   │   ├── beam_rack_deflection/       # 横梁立柱变形检测
+    │   │   └── visual_inventory/           # 视觉盘点检测
+    │   └── utils/          # 图像处理工具
+    ├── camera/             # 相机驱动层
+    │   ├── ty_multi_camera_capture.h/cpp   # 图漾(Percipio)深度相机封装
+    │   └── mvs_multi_camera_capture.h/cpp  # 海康(MVS)2D相机封装
+    ├── common/             # 通用设施
+    │   ├── config_manager.h/cpp    # 配置管理单例 (JSON配置加载/保存)
+    │   ├── log_manager.h/cpp       # 日志管理 (spdlog封装)
+    │   └── log_streambuf.h         # std::cout重定向到GUI
+    ├── device/             # 硬件设备管理
+    │   └── device_manager.h/cpp    # 相机设备单例管理 (统一设备接口)
+    ├── gui/                # 用户界面 (Qt6)
+    │   └── mainwindow.h/cpp/ui     # 主窗口实现 (实时预览+设置界面)
+    ├── redis/              # 通信模块
+    │   └── redis_communicator.h/cpp # Redis客户端封装 (跨数据库支持)
+    ├── task/               # 任务调度
+    │   └── task_manager.h/cpp      # 任务管理器 (队列+线程+算法调度)
+    ├── vision/             # 系统控制
+    │   └── vision_controller.h/cpp # 顶层控制器 (Redis+Task协调)
+    ├── common_types.h      # 通用数据类型 (Point3D, CameraIntrinsics等)
+    ├── tools/              # 工具程序目录
+    │   ├── calibration_tool/        # 相机标定工具
+    │   ├── slot_algo_tuner/         # 货位算法调参工具
+    │   └── intrinsic_dumper/        # 相机内参导出工具
+    └── main.cpp            # 程序入口
+```
+
+## 3. 核心架构设计
+
+系统采用分层架构设计，各模块职责明确：
+
+- **展示层 (Presentation)**: `MainWindow` 负责Qt6界面显示、实时相机预览、手动控制、参数配置及日志展示。
+- **控制层 (Control)**: `VisionController` 作为系统级控制器，负责服务的启动/停止，协调Redis通信和任务管理，使用回调机制解耦模块间依赖。
+- **业务逻辑层 (Business Logic)**: `TaskManager` 负责任务队列管理、算法调度和结果处理；`DeviceManager` 作为硬件资源的统一访问点（单例模式）。
+- **算法层 (Algorithm)**: 提供具体的视觉检测功能，所有算法继承自 `DetectionBase`，支持统一的 `execute()` 接口。
+- **基础设施层 (Infrastructure)**: `CameraCapture` 封装底层相机SDK调用，`RedisCommunicator` 处理跨数据库通信，`ConfigManager` 管理系统配置。
+
+### 系统分层架构图
+
+```mermaid
+graph TB
+    subgraph Presentation ["展示层 (Presentation)"]
+        direction TB
+        GUI[MainWindow]
+    end
+
+    subgraph Control ["控制层 (Control)"]
+        VC[VisionController]
+    end
+
+    subgraph Business ["业务逻辑层 (Business Logic)"]
+        direction TB
+        TM[TaskManager]
+        DM[DeviceManager]
+    end
+
+    subgraph Algorithm ["算法层 (Algorithm)"]
+        direction TB
+        DB[DetectionBase]
+        Det[Concrete Detections<br/>(Slot, Beam, etc.)]
+    end
+
+    subgraph Infrastructure ["基础设施层 (Infrastructure)"]
+        direction TB
+        Cam[CameraCapture]
+        Redis[RedisCommunicator]
+        Conf[ConfigManager]
+    end
+
+    %% 层级调用关系
+    GUI --> VC
+    VC --> TM
+    VC --> Redis
+    
+    TM --> DM
+    TM --> DB
+    DB <|-- Det
+    
+    DM --> Cam
+    DM --> MVS[MvsMultiCameraCapture]
+    
+    %% 跨层辅助调用
+    GUI -.-> Conf
+    TM -.-> Conf
+    
+    style Presentation fill:#e1f5fe,stroke:#01579b
+    style Control fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
+    style Business fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00
+    style Algorithm fill:#f3e5f5,stroke:#7b1fa2
+    style Infrastructure fill:#eceff1,stroke:#455a64
+```
+
+### 系统类图
+```mermaid
+classDiagram
+    class MainWindow {
+        +VisionController visionController_
+        +QTimer imageTimer_
+        +updateImage()
+        +onSaveSettings()
+        +showLogMessage()
+    }
+
+    class VisionController {
+        +shared_ptr<RedisCommunicator> redis_comm_
+        +shared_ptr<RedisCommunicator> redis_result_comm_
+        +shared_ptr<TaskManager> task_manager_
+        +initialize()
+        +start()
+        +stop()
+        -onTaskReceived()
+    }
+
+    class DeviceManager {
+        <<Singleton>>
+        +shared_ptr<CameraCapture> capture_
+        +unique_ptr<MvsMultiCameraCapture> mvs_cameras_
+        +initialize()
+        +startAll()
+        +getLatestImages()
+        +computePointCloud()
+        +get2DCameraImage()
+    }
+
+    class TaskManager {
+        +queue<RedisTaskData> task_queue_
+        +map<int, DetectionBase*> detectors_
+        +thread execution_thread_
+        +handleTask()
+        +executeDetectionTask()
+        -executeVisualInventoryLoop()
+        -processResult()
+        -addWarningAlarmSignals()
+    }
+
+    class CameraCapture {
+        +vector<CameraInfo> cameras_
+        +getLatestImages()
+        +computePointCloud()
+        +start()
+        -captureThreadFunc()
+    }
+
+    class MvsMultiCameraCapture {
+        +vector<CameraInfo> cameras_
+        +getLatestImage()
+        +start()
+    }
+
+    class RedisCommunicator {
+        +connect()
+        +startListening()
+        +writeString()
+        +setTaskCallback()
+    }
+
+    class ConfigManager {
+        <<Singleton>>
+        +json config_data_
+        +loadConfig()
+        +saveConfig()
+        +getValue()
+    }
+
+    class DetectionBase {
+        <<Abstract>>
+        +execute(depth, color, side, result, point_cloud, beam_length)
+    }
+
+    class SlotOccupancyDetection {
+        +execute()
+    }
+
+    class PalletOffsetDetection {
+        +execute()
+    }
+
+    class BeamRackDeflectionDetection {
+        +execute()
+    }
+
+    class VisualInventoryDetection {
+        +execute()
+    }
+
+    MainWindow --> VisionController : 拥有并管理
+    VisionController --> RedisCommunicator : 管理 (任务监听)
+    VisionController --> TaskManager : 分发任务
+    RedisCommunicator --> VisionController : 回调通知 (onTaskReceived)
+
+    VisionController ..> DeviceManager : 依赖(全局单例)
+    TaskManager ..> DeviceManager : 获取图像数据 (Dependency)
+    DeviceManager --> CameraCapture : 拥有 (深度相机)
+    DeviceManager --> MvsMultiCameraCapture : 拥有 (2D相机)
+
+    TaskManager --> DetectionBase : 调用算法
+    DetectionBase <|-- SlotOccupancyDetection : 继承
+    DetectionBase <|-- PalletOffsetDetection : 继承
+    DetectionBase <|-- BeamRackDeflectionDetection : 继承
+    DetectionBase <|-- VisualInventoryDetection : 继承
+
+    MainWindow ..> ConfigManager : 读写配置 (Dependency)
+    TaskManager ..> ConfigManager : 读取参数 (Dependency)
+    MainWindow ..> DeviceManager : 图像显示 (Dependency)
+```
+
+## 4. 关键模块详解
+
+### 4.1 GUI与主入口 (MainWindow)
+- **职责**: Qt6应用程序主窗口，负责UI渲染、用户交互、参数配置、实时预览及日志展示。
+- **调用关系**:
+  - 程序启动时创建 `VisionController` 并初始化系统。
+  - 通过 `QTimer` (30FPS) 定期从 `DeviceManager` 获取最新图像更新界面显示。
+  - **实时预览**: 支持深度图伪彩色显示和彩色图显示，带自适应缩放。
+  - **设置界面**: Settings Tab提供完整的算法参数配置，包括：
+    - Beam/Rack Deflection: 横梁/立柱变形检测阈值和ROI配置
+    - Pallet Offset: 托盘位置偏移检测参数
+    - 系统配置: Redis连接参数、相机设置等
+  - **日志显示**: 通过 `LogStreamBuf` 将 `std::cout/cerr` 重定向到GUI日志窗口。
+  - 通过 `ConfigManager` 加载和保存 `config.json` 配置，支持热重载。
+
+### 4.2 视觉控制器 (VisionController)
+- **职责**: 系统的核心控制器，协调Redis通信和任务管理，支持无头模式运行。
+- **架构特点**:
+  - 使用智能指针管理 `RedisCommunicator` 和 `TaskManager` 生命周期。
+  - 支持跨数据库Redis操作：任务监听DB(输入)和结果写入DB(输出)。
+  - 通过回调机制实现模块解耦，避免循环依赖。
+- **工作流程**:
+  1. `initialize()`: 创建并初始化两个Redis连接器（任务DB和结果DB）。
+  2. 初始化 `TaskManager`，传入Redis连接器用于结果写入和任务状态清空。
+  3. `start()`: 启动Redis任务监听线程，设置任务接收回调。
+  4. `onTaskReceived()`: 收到Redis任务时，通过回调转发给 `TaskManager::handleTask()`。
+
+### 4.3 任务管理 (TaskManager)
+- **职责**: 任务队列管理、算法调度、结果处理和跨线程执行的核心业务逻辑处理器。
+- **架构特点**:
+  - **异步处理**: 使用任务队列 + 独立执行线程，避免阻塞Redis监听和GUI。
+  - **相机智能分配**: 根据任务Flag自动选择合适的相机设备和数据类型。
+  - **去重机制**: Flag 4视觉盘点支持连续扫描和QR码去重。
+  - **状态管理**: 提供任务执行状态查询接口，支持外部监控。
+- **工作流**:
+  1. `handleTask()`: 接收Redis任务，加入线程安全的任务队列。
+  2. `taskExecutionThreadFunc()`: 后台线程持续处理队列任务。
+  3. **相机选择**: 根据Flag选择相机：
+     - Flag 1: MVS 2D相机 (SN: DA8743029左/DA8742900右)
+     - Flag 2/3: Percipio深度相机 (SN: 207000146458左/207000146703右)
+     - Flag 4: MVS 2D相机 (SN: DA8789631) + 连续扫描循环
+  4. **数据获取**: 调用 `DeviceManager` 获取图像，Flag 2/3时生成点云。
+  5. **算法执行**: 调用对应的 `DetectionBase::execute()` 方法。
+  6. **结果处理**: `processResult()` 格式化JSON、计算警告/报警、写入Redis结果DB。
+
+### 4.4 设备管理 (DeviceManager)
+- **职责**: 多类型相机的统一管理接口，全系统硬件资源的单例访问点。
+- **架构特点**:
+  - **双SDK支持**: 同时管理Percipio深度相机和MVS 2D相机。
+  - **统一接口**: 提供一致的设备枚举、启动/停止和数据获取接口。
+  - **线程安全**: 所有接口都是线程安全的，支持并发访问。
+  - **资源管理**: 使用智能指针和RAII确保相机资源正确释放。
+- **功能**:
+  - `initialize()`: 扫描并初始化所有类型的相机设备。
+  - `getLatestImages()`: 统一的图像获取接口，支持深度图+彩色图。
+  - `get2DCameraImage()`: 专门的2D相机图像获取接口。
+  - `computePointCloud()`: 基于深度图和相机内参计算3D点云。
+  - **相机索引映射**: 内部管理深度相机和2D相机的索引映射。
+
+### 4.5 相机驱动层
+- **Percipio深度相机** (`ty_multi_camera_capture.cpp`):
+  - 基于图漾工业相机SDK，支持TY系列深度相机。
+  - 为每个相机维护独立采集线程和帧缓冲区。
+  - 支持深度图和彩色图同步采集，内部处理时间戳对齐。
+  - **点云计算**: 集成 `TYMapDepthImageToPoint3d`，利用相机标定参数生成精确3D点云。
+  - 自动畸变校正和深度数据滤波。
+
+- **MVS 2D相机** (`mvs_multi_camera_capture.cpp`):
+  - 基于海康工业相机SDK，支持MV系列2D相机。
+  - 支持连续采集模式，内部缓冲区管理。
+  - 提供高帧率彩色图像采集，适用于快速检测场景。
+  - 支持相机序列号匹配，便于多相机场景下的设备识别。
+
+### 4.6 配置管理 (ConfigManager)
+- **职责**: 管理 `config.json` 文件，集中管理系统配置。
+- **管理内容**:
+  - Redis 连接信息。
+  - 算法阈值 (Beam/Rack, Pallet Offset 等)。
+  - ROI (Region of Interest) 坐标点。
+  - 系统通用参数 (最小/最大深度等)。
+- **特性**: 单例模式，支持热加载（部分参数）和持久化保存。程序启动时由 `MainWindow` 加载，确保算法使用持久化的用户设置。GUI中的Settings Tab直接操作此模块。
+
+## 5. 系统执行与数据流
+
+### 5.1 初始化流程
+1. **程序启动**: `main.cpp` 创建Qt6应用程序，设置Fusion样式。
+2. **MainWindow构造**:
+   - 初始化Qt6 UI界面（主窗口 + Settings选项卡）。
+   - **配置加载**: 调用 `ConfigManager::loadConfig()` 从 `config.json` 加载系统配置。
+   - **设备初始化**: 调用 `DeviceManager::initialize()` 扫描Percipio和MVS相机。
+   - **控制器创建**: 实例化 `VisionController`，传入Redis配置参数。
+   - **Redis初始化**: `VisionController::initialize()` 创建任务监听和结果写入的Redis连接器。
+   - **定时器启动**: 启动30FPS的 `QTimer` 用于实时图像预览。
+3. **设备启动**: 调用 `DeviceManager::startAll()` 启动所有相机采集线程。
+4. **服务启动**: 调用 `VisionController::start()` 开启Redis监听，确保设备就绪后再接收任务。
+
+### 5.2 自动任务执行流 (Redis触发)
+
+```mermaid
+sequenceDiagram
+    participant WMS as WMS/外部系统
+    participant Redis_Task as Redis_Task_DB
+    participant RC_Task as RedisCommunicator_Task
+    participant VC as VisionController
+    participant TM as TaskManager
+    participant DM as DeviceManager
+    participant Algo as DetectionAlgorithm
+    participant RC_Result as RedisCommunicator_Result
+    participant Redis_Result as Redis_Result_DB
+
+    WMS->>Redis_Task: SET vision_task_flag=1,side=left,time=xxx
+    Redis_Task->>RC_Task: Key change notification
+    RC_Task->>VC: onTaskReceived(task_data)
+    VC->>TM: handleTask(task_data)
+
+    activate TM
+    TM->>TM: Queue task (async)
+    TM->>DM: getLatestImages() or get2DCameraImage()
+    DM-->>TM: images (depth+color or 2D only)
+
+    alt Flag 2/3 (需要点云)
+        TM->>DM: computePointCloud(depth)
+        DM-->>TM: point_cloud (vector<Point3D>)
+    end
+
+    TM->>Algo: execute(images, point_cloud, ...)
+    activate Algo
+    Algo-->>TM: DetectionResult
+    deactivate Algo
+
+    TM->>TM: processResult() + addWarningAlarmSignals()
+    TM->>RC_Result: writeDetectionResult(json_map)
+    RC_Result->>Redis_Result: MSET key1=value1 key2=value2 ...
+
+    TM->>RC_Task: writeString(vision_task_flag, "0")
+    TM->>RC_Task: writeString(vision_task_side, "")
+    TM->>RC_Task: writeString(vision_task_time, "")
+    RC_Task->>Redis_Task: Clear task flags
+    deactivate TM
+```
+
+1. **外部触发**: WMS系统通过Redis Task DB发布任务（设置 `vision_task_flag`、`side`、`time`）。
+2. **异步接收**: `RedisCommunicator_Task` 监听Task DB，触发回调给 `VisionController`。
+3. **任务队列**: `VisionController` 将任务加入 `TaskManager` 的线程安全队列。
+4. **后台执行**: `TaskManager` 执行线程处理任务，根据Flag选择相机和算法：
+   - **Flag 1**: MVS 2D相机 → `SlotOccupancyDetection`
+   - **Flag 2**: Percipio深度相机 → `PalletOffsetDetection` (带点云)
+   - **Flag 3**: Percipio深度相机 → `BeamRackDeflectionDetection` (带点云)
+   - **Flag 4**: MVS 2D相机 → `VisualInventoryDetection` (连续循环+QR识别)
+5. **智能数据获取**: 根据任务类型调用相应的 `DeviceManager` 接口。
+6. **结果处理**: 计算警告/报警信号，格式化JSON结果。
+7. **跨DB写入**: 结果写入Redis Result DB，任务状态清理写入Task DB。
+
+### 5.3 实时监控执行流 (GUI)
+
+```mermaid
+sequenceDiagram
+    participant Timer as QTimer (30FPS)
+    participant MainWin as MainWindow
+    participant DM as DeviceManager
+
+    loop 每33ms
+        Timer->>MainWin: timeout()
+        activate MainWin
+        MainWin->>DM: getLatestImages(0) + get2DCameraImage(0)
+        DM-->>MainWin: depth_img, color_img, mvs_img
+
+        alt 深度相机活跃
+            MainWin->>MainWin: applyColorMap(depth_img) → 伪彩色显示
+        else 2D相机活跃
+            MainWin->>MainWin: 显示彩色图像
+        end
+
+        MainWin->>MainWin: MatToQImage() + scaleToFit()
+        MainWin->>MainWin: update QLabel displays
+        deactivate MainWin
+    end
+```
+
+1. **高频刷新**: `QTimer` 以30FPS触发 `updateImage()`，确保流畅的实时预览。
+2. **多相机预览**: 同时获取深度相机和2D相机的最新图像，支持混合显示。
+3. **图像处理**: 深度图应用伪彩色映射，便于观察深度信息；彩色图直接显示。
+4. **自适应渲染**: OpenCV Mat转换为QImage，支持窗口大小自适应缩放。
+5. **状态同步**: 图像显示与任务执行异步进行，不影响检测性能。
+
+## 6. 异常处理与日志
+- **日志**: 使用 `LogManager` 和 `spdlog` (如果集成) 或标准输出。
+- **重定向**: `LogStreamBuf` 将 `std::cout/cerr` 重定向到GUI的日志窗口，方便现场调试。
+- **错误恢复**: 相机掉线重连机制（在驱动层实现或计划中）。
+
+## 6. 检测算法详解
+
+### 6.1 算法框架 (DetectionBase)
+所有检测算法继承自 `DetectionBase` 抽象基类，提供统一的接口：
+```cpp
+virtual bool execute(const cv::Mat& depth_img,
+                    const cv::Mat& color_img,
+                    const std::string& side,
+                    DetectionResult& result,
+                    const std::vector<Point3D>* point_cloud = nullptr,
+                    double beam_length = 0.0) = 0;
+```
+
+### 6.2 具体算法实现
+
+#### Flag 1: 货位占用检测 (SlotOccupancyDetection)
+- **输入**: 2D彩色图像 (MVS相机)
+- **算法**: 基于图像处理的目标检测和位置判断
+- **输出**: 货位占用状态 (occupied/free)
+- **相机**: DA8743029 (左侧), DA8742900 (右侧)
+
+#### Flag 2: 托盘位置偏移检测 (PalletOffsetDetection)
+- **输入**: 深度图 + 彩色图 + 3D点云
+- **算法**: 基于点云的3D位置计算，检测托盘相对于基准位置的偏移
+- **输出**: 左右偏移(mm)、前后偏移(mm)、插孔变形(mm)、旋转角度(°)
+- **相机**: 207000146458 (左侧), 207000146703 (右侧)
+- **警告/报警**: 基于阈值的四级判断 (正常/警告/报警)
+
+#### Flag 3: 横梁/立柱变形检测 (BeamRackDeflectionDetection)
+- **输入**: 深度图 + 彩色图 + 3D点云
+- **算法**: 基于点云的结构变形测量
+- **输出**: 横梁弯曲量(mm)、立柱弯曲量(mm)
+- **相机**: 207000146458 (左侧), 207000146703 (右侧)
+- **警告/报警**: 基于阈值的四级判断
+
+#### Flag 4: 视觉盘点检测 (VisualInventoryDetection)
+- **输入**: 2D彩色图像 (MVS相机)
+- **算法**: 基于Halcon的QR码识别，支持连续扫描和去重
+- **特殊机制**: 循环执行直到收到Flag 5停止信号，支持实时去重
+- **输出**: JSON格式的条码列表 `{"side": ["BOX001", "BOX002", ...]}`
+- **相机**: DA8789631 (专用盘点相机)
+
+#### Flag 5: 盘点停止信号
+- **功能**: 停止Flag 4的连续扫描循环
+- **无算法执行**: 仅作为控制信号
+
+### 6.3 相机分配策略
+系统根据任务Flag智能选择相机：
+
+| Flag | 相机类型 | 序列号 | 位置 | 数据类型 |
+|------|---------|--------|------|----------|
+| 1 | MVS 2D | DA8743029 / DA8742900 | 左/右 | 彩色图 |
+| 2 | Percipio深度 | 207000146458 / 207000146703 | 左/右 | 深度+彩色+点云 |
+| 3 | Percipio深度 | 207000146458 / 207000146703 | 左/右 | 深度+彩色+点云 |
+| 4 | MVS 2D | DA8789631 | 盘点专用 | 彩色图 |
+
+## 7. 编译与构建
+- **构建系统**: CMake 3.10+
+- **编程语言**: C++17
+- **目标平台**: Windows 10/11 (MSVC 2022 v143)
+- **主要依赖**:
+  - **Qt6**: Widgets组件 (GUI框架)
+  - **OpenCV 4.x**: 图像处理和计算机视觉
+  - **Open3D 0.17+**: 3D点云处理
+  - **Percipio SDK**: 图漾工业相机驱动
+  - **MVS SDK**: 海康工业相机驱动
+  - **Redis C++ Client**: hiredis + redis-plus-plus (Redis通信)
+- **可选依赖**: Halcon (用于QR码识别，在Flag 4中使用)
+- **构建流程**: 标准CMake流程，支持Release/Debug配置
+
+---
+
+*文档更新时间: 2025-01-06*
--- a/docs/project_class_interaction.md
+++ b/docs/project_class_interaction.md
@@ -0,0 +1,133 @@
+# 项目功能类调用关系说明 (Project Class Interaction Documentation)
+
+本主要介绍 `image_capture` 项目核心功能类之间的调用关系、数据流向以及模块划分。
+
+## 1. 核心模块概览 (Core Modules Overview)
+
+系统主要由以下几个核心模块组成：
+
+*   **GUI 模块 (`MainWindow`)**: 程序的入口与界面显示，负责系统初始化。
+*   **Vision 控制器 (`VisionController`)**: 系统的核心中枢，协调通信与任务管理。
+*   **任务管理 (`TaskManager`)**: 负责具体的业务逻辑执行、算法调度和结果处理。
+*   **设备管理 (`DeviceManager`)**: 负责相机等硬件设备的统一管理（单例模式）。
+*   **通信模块 (`RedisCommunicator`)**: 负责与外部系统（如 WMS）通过 Redis 交互。
+*   **算法模块 (`DetectionBase` 及其子类)**: 具体的图像处理算法。
+
+## 2. 类调用关系图 (Class Interaction Diagram)
+
+```mermaid
+classDiagram
+    class MainWindow {
+        +VisionController vision_controller
+        +init()
+    }
+
+    class VisionController {
+        -shared_ptr<RedisCommunicator> redis_comm
+        -shared_ptr<TaskManager> task_manager
+        +start()
+        +stop()
+        -onTaskReceived()
+    }
+
+    class RedisCommunicator {
+        +startListening()
+        +writeDetectionResult()
+        +setTaskCallback()
+    }
+
+    class TaskManager {
+        -queue<RedisTaskData> task_queue
+        -map detectors
+        +handleTask()
+        -executeDetectionTask()
+        -getDetector(flag)
+    }
+
+    class DeviceManager {
+        <<Singleton>>
+        +getInstance()
+        +getLatestImages()
+        +startAll()
+    }
+
+    class DetectionBase {
+        <<Abstract>>
+        +execute(depth, color, ...)
+    }
+
+    class ConcreteDetection {
+        +execute()
+    }
+
+    MainWindow --> VisionController : 拥有并管理
+    VisionController --> RedisCommunicator : 管理 (监听/发送)
+    VisionController --> TaskManager : 分发任务
+    RedisCommunicator --> VisionController : 回调通知 (Callback)
+    TaskManager ..> DeviceManager : 获取图像数据 (Dependency)
+    TaskManager --> DetectionBase : 调用算法
+    DetectionBase <|-- ConcreteDetection : 继承
+```
+
+## 3. 详细调用流程 (Detailed Call Flow)
+
+### 3.1 系统初始化与启动 (Initialization & Startup)
+1.  **Entry Point**: `main.cpp` 创建 `QApplication` 并实例化 `MainWindow`。
+2.  **MainWindow**: 
+    *   构造函数中初始化界面。
+    *   调用 `DeviceManager::getInstance().initialize()` 扫描并初始化相机设备。
+    *   实例化 `VisionController` 成员变量。
+    *   调用 `VisionController::initialize()`，配置 Redis 连接参数。
+    *   调用 `VisionController::start()` 启动后台服务。
+3.  **VisionController**:
+    *   在 `start()` 中调用 `RedisCommunicator::startListening()` 开启监听线程。
+
+### 3.2 任务触发与执行 (Task Trigger & Execution)
+当 Redis 中 `vision_task_flag` 发生变化时，流程如下：
+
+1.  **RedisCommunicator**: 
+    *   监听线程检测到 Flag 变化。
+    *   通过回调函数 `VisionController::onTaskReceived` 通知控制器。
+2.  **VisionController**:
+    *   `onTaskReceived` 将接收到的 `RedisTaskData` 传递给 `TaskManager::handleTask`。
+3.  **TaskManager**:
+    *   `handleTask` 将任务推入内部的任务队列 `task_queue_`。
+    *   工作线程 `taskExecutionThreadFunc` 从队列中取出任务。
+    *   **获取图像**: 调用 `DeviceManager::getInstance().getLatestImages(...)` 获取当前最新的深度图和彩色图。
+    *   **选择算法**: 根据任务 Flag 调用 `getDetector(flag)` 获取对应的算法实例（如 `PalletOffsetDetection`）。
+    *   **执行算法**: 调用 `detector->execute(depth_img, color_img, ...)` 进行计算。
+    *   **结果封装**: 将算法返回的数据填充到 `DetectionResult` 结构体中。
+
+### 3.3 结果处理 (Result Handling)
+算法执行完成后：
+
+1.  **TaskManager**:
+    *   调用 `processResult(result)`。
+    *   该函数会格式化结果为 JSON 字符串，并计算报警/警告状态。
+    *   调用 `redis_result_comm_->writeDetectionResult(json)` 将结果写入 Redis。
+2.  **RedisCommunicator**:
+    *   执行 Redis SET 命令，将 JSON 数据写入指定的 Key。
+
+## 4. 关键类说明 (Key Class Descriptions)
+
+### VisionController (`src/vision/vision_controller.h`)
+*   **职责**: 作为系统的外观（Facade），对外提供统一的 start/stop 接口，对内协调 Redis 和 TaskManager。
+*   **特点**: 它是 MainWindow 唯一直接交互的非 GUI 业务类。
+
+### DeviceManager (`src/device/device_manager.h`)
+*   **职责**: 屏蔽底层相机 SDK（Percipio / MVS）的差异，提供统一的图像获取接口。
+*   **模式**: 单例模式 (Singleton)。确保系统中只有一份硬件控制实例。
+
+### TaskManager (`src/task/task_manager.h`)
+*   **职责**: 真正的“大脑”。负责任务的缓冲（队列）、图像获取、算法调度和结果回传。
+*   **并发**: 拥有独立的执行线程，避免阻塞 Redis 监听线程或 GUI 线程。
+
+### RedisCommunicator (`src/redis/redis_communicator.h`)
+*   **职责**: 封装 Redis 的底层 socket 操作，提供易用的读写接口和异步监听机制。
+
+### DetectionBase (`src/algorithm/core/detection_base.h`)
+*   **职责**: 定义所有检测算法的统一接口 `execute`。
+*   **扩展**: 新增算法只需继承此类并在 `TaskManager` 中注册即可。
+
+---
+*文档生成时间: 2025-12-29*