[發明專利]一種非集中遞歸式動態負載均衡計算系統

有效

• 申請號: 202110382691.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113093682B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 谷曉英;趙春海;韓建楓;馬云鵬;吳玉霄
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種非集中遞歸式動態負載均衡計算系統，包括一臺KVM切換器、一臺交換機和多臺工控機；KVM切換器、交換機和多臺工控機，安裝在中空的集群機柜里面；集群機柜的外部，安裝有多部工業相機；KVM切換器，分別與多臺工控機相連接，用于輸入用戶的控制指令，并轉發給工控機執行。交換機，分別與多臺工控機和多部工業相機相連接，實現數據通信；每部工業相機，用于將其拍攝采集的產品圖像，通過交換機發送給工控機進行圖像分析處理；對于每個工控機，分別作為局域網上的一個工控機節點。本發明能夠實現多部工控機之間計算任務的依次溢出，彈性地分配計算任務，在保障計算任務高效并發完成的基礎上，形成明確的資源需求邊界。

技術領域

本發明涉及云計算、計算機軟件、集群計算和圖像處理等技術領域，特別是涉及一種非集中遞歸式動態負載均衡計算系統。

背景技術

計算機圖像處理算法、數據分析、特征提取與分類，在機器視覺領域具有重要意義。隨著工業生產技術的快速進步，大規模流水線的生產方式非常普遍。

目前，平面玻璃產線上的磨邊流程，由于玻璃本身質地硬、脆，以及磨邊機上安裝的磨輪磨損情況，易于導致產品打磨破損。由于玻璃產線上玻璃產品種類繁多，破損種類也多種多樣。為此，研制機器視覺檢測設備并安裝至平面玻璃產線上，利用圖像處理算法研發對玻璃加工產線進行質量監督檢測的技術，能夠極大地提升產品的品控級別。

參見圖1所示，對于平面玻璃產線上的產品，具體的產品檢測流程如下：

首先，通過光電識別，識別平面玻璃生產線上的產品是否傳輸到檢測位置；

接著，取像階段。由主控機通知相機取像，高速連續抓取圖像至計算機內，組成圖像分析任務池。

然后，任務分配階段。將任務池中的任務分配給計算節點進行計算（即圖像分析處理）。

然后，由多計算節點收集多組計算任務的執行結果，得出最終分析結果，然后將最終分析結果輸出給下料設備，由下料設備對不符合質量要求的產品進行下料。

基于以上產品檢測流程可知，在產品檢測過程中，計算任務主要是圖像分析處理任務。但是，由于平面玻璃產線的生產速度頻繁變化，現有技術采用的并行計算集群的計算系統，經常發生計算資源不足或浪費的現象，即存在動態負載不均衡的問題。

另外，在現有的基于整體同步并行計算模型（BSP）模型構建的并行集群架構中，所有參與計算的計算節點都參與工作，無法明顯顯示當前計算資源必要的最小架構體量。

此外，對于現有的計算任務處理，由于采用隨機存取并行計算模型（PRAM）模型構建的共享存儲結構，其中的共享存儲空間及其讀寫設計直接決定計算模型的效率。對于計算數據量較大并需要頻繁IO任務池的計算系統，并不恰當。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的技術缺陷，提供一種非集中遞歸式動態負載均衡計算系統。

為此，本發明提供了一種非集中遞歸式動態負載均衡計算系統，其特征在于，包括一臺KVM切換器、一臺交換機和多臺工控機；

所述KVM切換器、交換機和多臺工控機，安裝在中空的集群機柜里面；

集群機柜的外部，安裝有多部工業相機；

其中，KVM切換器，分別與多臺工控機相連接，用于輸入用戶的控制指令，并轉發給工控機執行；

其中，交換機，分別與多臺工控機和多部工業相機相連接，實現數據通信；

每部工業相機，用于將其拍攝采集的產品圖像，通過交換機發送給工控機進行圖像分析處理；

對于每個工控機，分別作為局域網上的一個工控機節點；

該局域網，包括交換機以及與交換機相連接的多臺工控機。