嵌入式机器视觉系统在自动化工业生产中的应用,对提高工业设备的智能化、高效化、高精度化具有重要作用。然而,传统的嵌入式机器视觉系统由于没有用户脚本或者脚本单一化,在控制机器视觉程序逻辑、动态配置与远程调试等方面存在明显不足。文中提出了一种更适合工业需求的新型用户脚本模式以弥补上述不足,从而提高了机器视觉的灵活性、功能性。在深入研究嵌入式机器视觉用户脚本的基础上,围绕嵌入式技术,以DSP DM642为控制主芯片,结合脚本技术、虚拟机技术、网络通信技术,并采用组件化思想,研究开发了一种具有可裁剪性的虚拟机作为用户脚本的执行环境。论文从虚拟机设计、可移植层开发和性能测试三个方面着手,详细阐述了虚拟机主要功能模块的设计理念和设计流程。该虚拟机包含类装载器、解释器、常量池解析、方法区、内存管理、本地接口、运行时环境及支持上述功能的一些自定义数据结构,并针对目前嵌入式虚拟机优化性能不理想的情况,从虚拟机的执行机理方面采用常量池早解析、方法表生成、函数表优化、操作数栈优化等技术提高了虚拟机的运行效率。物联网的不断发展,虚拟机在嵌入式的应用越来越广泛,但现有虚拟机移植性较差的缺点限制了它在各种不同终端设备中的应用。为了提高虚拟机的移植性,论文研究开发了虚拟机可移植层,它将不同平台同一功能的API抽象在一起,实现功能整合。可移植层与各组件模块结合,用户只需定义与平台相关的几个宏就可以实现虚拟机的裁剪与移植,由此适应了不同底层环境的需求。另外,通过虚拟机本地接口的方式调用库中的算法模块,提高了虚拟机的执行性能。在对虚拟机关键技术进行可行性分析的基础上,成功实现了各软件模块在上位机和嵌入式底层平台的运行和优化,在功能性和实时性上均达到了项目设计的需求。经验证,虚拟机平均单个字节码执行时间为0.12μs,且CPU负载、内存损耗均在正常范围之内。