XplorePlane 平面CT软件

系统目标

XplorePlane 系统用于控制平面 CT 设备的各个子系统（射线源、探测器、运动控制、相机）并完成采集图像的处理与分析，为研发与调试提供统一的软件平台。

总体架构

• 客户端框架: WPF + Prism MVVM（目标框架 net8.0-windows）
• 图像处理内核: XP.ImageProcessing.Processors，基于 Emgu.CV
  • Core/：包含 ImageProcessorBase、ProcessorParameter 及 ROI/对齐等核心模型和算子基类
  • 各功能目录：包含图像变换、滤波、增强、边缘检测、检测分析和模板匹配等具体算子
  • ImageProcessingService：负责算子程序集扫描、反射发现、注册及执行
  • 统一使用 16 位图像处理通道，并通过适配器兼容 8 位算子
• 相机控制: XP.Camera（Basler pylon SDK 封装，支持软件触发、参数读写）
• 硬件抽象: XP.Common + XP.Hardware.RaySource（射线源控制）
• 日志: Serilog
• UI 组件: Telerik RadRibbonView、Fluent.Ribbon

解决方案结构

XplorePlane.sln
├── XplorePlane/                         # 主应用程序（WPF + Prism）
├── XP.Common/                           # 公共基础库：日志、数据库、Dump、通用控件等
├── XP.Camera/                           # 相机控制库（Basler / Hikvision 等）
├── XP.Hardware.Detector/                # 探测器硬件抽象与实现
├── XP.Hardware.MotionControl/           # 运动控制模块
├── XP.Hardware.PLC/                     # PLC 通信模块
├── XP.Hardware.PLC.Sentry/              # PLC 信号监控 / Sentry 工具
├── XP.Hardware.RaySource/               # 射线源控制模块
├── XP.Hardware.RaySource.Comet.Host/    # Comet 射线源独立 Host 进程
├── XP.Hardware.RaySource.Comet.Messages/# Comet Host 通信消息定义
├── XP.ImageProcessing.Processors/       # 图像处理核心与具体算子实现
│   ├── Core/                            # 算子基类、参数模型、ROI/对齐模型
│   ├── 图像变换/                         # 灰度、旋转、镜像、阈值等
│   ├── 滤波处理/                         # 滤波算子
│   ├── 图像增强/                         # 增强算子
│   ├── 边缘检测/                         # 边缘检测算子
│   ├── 检测分析/                         # BGA、QFN、空洞率及测量算子
│   └── 定位识别/                         # 模板匹配和定位算子
├── XP.ImageProcessing.RoiControl/       # ROI 绘制与测量控件
├── XP.Scan/                             # 扫描模式相关模块
├── XP.Calibration/                      # 校准模块
├── XP.ReportEngine/                     # 报告生成模块
├── XplorePlane.Tests/                   # 单元测试项目（不一定参与当前 sln 构建）
├── ExternalLibraries/                   # 外部 DLL、模板、模型等运行依赖
├── ReleaseFiles/                        # 已整理的发布文件快照
└── bin/                                 # 当前主程序构建输出目录（由 XplorePlane.csproj 配置）

当前主程序 XplorePlane/XplorePlane.csproj 通过 BaseOutputPath=..\bin\ 将输出放在解决方案根目录的 bin/ 下，而不是 XplorePlane/bin/ 下。XP.App/ 是旧输出路径，不再作为当前主程序输出目录使用。

运行时目录与数据存储

运行时产生的数据统一放在源码仓库外的 D:\XPData，避免数据库、日志、采集图像、Dump 和报告污染 D:\XplorePlane 源码目录。

XPData 的分类结构以文档末尾的 XPData 分类 为准，本节只说明运行时根目录和配置，不再重复列出目录树。

默认配置见 XplorePlane/App.config：

<add key="XpData:RootPath" value="D:\XPData" />
<add key="Serilog:LogPath" value="D:\XPData\Runtime\Diagnostics\Logs" />
<add key="Sqlite:DbFilePath" value="D:\XPData\Runtime\DataBase\XP.db" />
<add key="Detector:SavePath" value="D:\XPData\Results\DetectorImages" />
<add key="Dump:StoragePath" value="D:\XPData\Runtime\Diagnostics\Dumps" />
<add key="Report:OutputDirectory" value="D:\XPData\Results\Reports" />

XplorePlane.Services.Storage.XpDataPathService 会确保上述受管目录存在。发布目录 ReleaseFiles/ 中的 App.config 与 XplorePlane.dll.config 也应保持同样的运行时路径。

源码目录下旧的运行数据目录（如 DataBase/XP.db、DetectorImages/、Diagnostics/、Reports/）不应提交到 Git，已在 .gitignore 中忽略。

项目专用文件格式

项目文件使用专用后缀区分 CNC 程序、图像处理流水线和检测方案，当前约定如下：

后缀	类型	作用
.xpcnc	CNC 程序文件	保存 CNC 节点序列、运动控制、图像采集、检测和执行流程。
.xppipe	图像处理流水线文件	保存图像处理算子及其参数，用于实时图像处理、检测识别和配方复用。
.xppool	检测池任务计划	保存检测池场景的 Ball 分析、Block 分组、编号规则、采集计划和判定参数，可作为 CNC 中的检测池任务子程序使用。
.xpmap	检测地图文件	保存检测位置、坐标映射及相关检测区域信息。
.xpmatrix	CNC 检测矩阵文件	保存 CNC 程序的矩阵编排、阵列布局及其关联程序配置。
.xpz	CNC 可移植打包文件	用于迁移 CNC 程序及其图像、模板等资源；包内程序文件名为 program.xpcnc，同时包含 manifest.json。

其中，.xppipe 负责图像处理与识别，.xppool 负责检测池任务编排，.xpcnc 负责完整 CNC 执行流程；三者职责不同，不应混用。

XplorePlane 主项目结构

XplorePlane/
├── App.xaml / App.xaml.cs          # 应用入口 + DI 容器配置（AppBootstrapper）
├── Views/
│   ├── Main/
│   │   ├── MainWindow.xaml         # 主窗口（Telerik Ribbon + 三栏布局）
│   │   ├── NavigationPropertyPanelView.xaml  # 相机实时预览面板
│   │   └── MotionControlPanelView.xaml       # 运动控制面板
│   ├── Cnc/                        # CNC 编辑器 / 矩阵编排视图
│   ├── ImageProcessing/            # 图像处理面板视图
│   └── CameraSettingsWindow.xaml   # 相机参数设置对话框
├── ViewModels/
│   ├── Main/
│   │   ├── MainViewModel.cs                      # 主窗口 ViewModel
│   │   └── NavigationPropertyPanelViewModel.cs   # 相机预览 ViewModel
│   ├── Cnc/                        # CNC / 矩阵 ViewModel
│   └── ImageProcessing/            # 图像处理 / 流水线 ViewModel
├── Services/
│   ├── AppState/                   # 全局状态管理（线程安全）
│   ├── Camera/                     # 相机服务
│   ├── Cnc/                        # CNC 程序服务
│   ├── Matrix/                     # 矩阵编排服务
│   ├── Measurement/                # 测量数据服务
│   ├── Pipeline/                   # 流水线执行 / 持久化
│   └── Recipe/                     # 检测配方服务
├── Models/                         # 数据模型（State、CNC、Matrix、Pipeline 等）
├── Events/                         # Prism 事件
├── Libs/
│   ├── Hardware/                   # 硬件库 DLL（XP.Common、XP.Hardware.RaySource）
│   └── Native/                     # 原生依赖库
└── Assets/Icons/                   # 工具栏图标

相机集成

相机实时影像集成在主窗口左下角的 NavigationPropertyPanelView 中：

• 连接/断开相机（Basler，通过 ICameraController）
• 开始/停止采集（软件触发模式）
• 实时预览（Live View，勾选"实时"复选框）
• 鼠标悬停显示像素坐标
• 相机参数设置对话框（曝光时间、增益、分辨率、像素格式）
• 主界面 Ribbon 硬件栏提供"相机设置"快捷按钮

相机控制逻辑移植自 ImageProcessing 项目，使用 XP.Camera.PixelConverter 进行像素数据转换，通过 Application.Dispatcher.Invoke 保证 UI 线程安全。

依赖注入（DI）

使用 Prism + DryIoc，在 AppBootstrapper.RegisterTypes() 中统一注册：

• ICameraFactory / ICameraController / ICameraService（单例）
• IRaySourceService / IRaySourceFactory（单例）
• IAppStateService（单例，线程安全状态管理）
• NavigationPropertyPanelViewModel（单例，相机预览共享实例）
• 各 Service 和 ViewModel（按需注册）

构建与输出

本解决方案采用“入口程序、硬件与 Native 依赖项目固定 x64，纯托管类库保持 Any CPU”的平台策略，避免一刀切把所有类库强制为 x64。

ReleaseFiles/ 是发布文件快照，不是普通编译输出目录；清理或更新运行依赖时需要同步检查该目录。

# Debug
dotnet build XplorePlane.sln -c Debug -p:Platform=x64

# Release
dotnet build XplorePlane.sln -c Release -p:Platform=x64

# 只构建主程序
dotnet build XplorePlane/XplorePlane.csproj -c Release -p:Platform=x64

当前解决方案面向 x64 平台，主程序输出目录由 XplorePlane/XplorePlane.csproj 配置为：

D:\XplorePlane\bin\<Platform>\<Configuration>\net8.0-windows\win-x64\

当前 Debug 生成目录格式：

D:\XplorePlane\bin\x64\Debug\net8.0-windows\win-x64\

当前生成目录结构：

D:\XplorePlane\bin\
└── x64\
    └── Debug\
        └── net8.0-windows\
            └── win-x64\
                ├── XplorePlane.exe
                ├── XplorePlane.dll
                ├── XplorePlane.dll.config
                ├── Host\                    # Comet Host 输出目录
                ├── runtimes\                # NuGet / runtime 原生依赖
                └── ...                      # 其他程序集、资源与运行依赖

Comet Host 编译后会复制到当前主程序输出目录的 Host/ 子目录：

D:\XplorePlane\bin\x64\Debug\net8.0-windows\win-x64\Host\

平台配置策略

检测池持久化约定

PoolTaskPlan 是检测池唯一的持久化模型，正式计划统一保存到 D:\\XPData\\Plans\\InspectionPool\\*.xppool。InspectionDefinition 只在运行时由计划映射生成，不再写入独立 Definitions 目录。D:\\XPData\\Results\\Inspection\\PoolRuns\\{TaskId} 保存任务运行记录；Legacy\\GeneratedDefinitions 仅归档历史生成文件，不参与 CNC 插入列表。

XPData 分类

D:\XPData
├── Runtime\
│   ├── DataBase\       # SQLite 数据库，例如 XP.db
│   ├── Calibration\    # 标定数据
│   └── Diagnostics\    # Logs / Dumps 故障诊断数据
├── Plans\
│   ├── CncPrograms\    # .xpcnc / .xpz CNC 程序及迁移包
│   ├── Pipelines\      # .xppipe 图像处理流水线
│   └── InspectionPool\ # 检测池计划及运行配置
├── Assets\
│   ├── Templates\      # 模板资源
│   ├── Models\         # 算法模型
│   └── References\     # 其他参考资源
└── Results\
    ├── Inspection\    # CNC / 检测池 / 矩阵执行结果
    ├── DetectorImages\ # 探测器采集图像
    ├── Reports\        # 报告输出
    └── Video\          # 录制视频

版本记录

• 查看 XplorePlane 版本变更说明
• 版本记录网页源码

TO-DO List

• 软件基于 WPF + Prism 基础的框架
• 日志库的引用（通过 XP.Common.dll）
• 按推荐的 DLL 目录结构进行修改
• 通过库依赖的方式调用日志功能
• 界面的布局
• 相机实时影像集成（连接、采集、Live View、像素坐标显示）
• 相机参数设置对话框（曝光、增益、分辨率、像素格式）
• 主界面硬件栏相机设置按钮
• 打通与硬件层的调用流程
• 打通与图像层的调用流程
• CNC的执行、存储逻辑的开发测试
• 涉及到图像校准，矩阵