自动化1904-机器人课程设计报告.pdfVIP

桌面级机械臂颜色分拣系统

一、实验目的

根据已经提供的ROS平台和Dobot机器人技术，结合HSV颜色空间下图像处

理方法，设计基于ROS的桌面级机械臂颜色分拣系统，在ROS下进行分拣系

统进行设计。

二、实验内容

（1）相机标定。在相机标定上，采用棋盘格标定法标定内参，采用

Aruco

获得其内置的RT矩阵从而进行相机外参的标定；机械臂标定，虽然机

械臂拥有固定笛卡尔坐标系，且现实中世界笛卡尔坐标系和机械臂笛卡尔坐标

系具有可测性，最终通过人工测量的方式实现机械臂的标定。

（2）完成图像像素的计算。设计一种基于OpenCV的有像计算

方法：使用HSV颜色空间，通过本研究在OpenCV和ROS下对图像进行

并对符合预设颜色的物象进行二值化处理，使用最小矩形抓取轮廓的方法，找

（3）实现机械臂分拣操作。通过坐标变换，将像素坐标系下的坐标转移到

相机坐标系下，相机坐标系已发布在TF树，对该坐标系进行TF空间中

的坐标变换，实现有色物块坐标从像素坐标系到机械臂基座坐标系的坐标

变换，获得机械臂基座坐标系下的物件坐标。

通过调用DobotApi的方式控制机械臂，实现机械臂末端吸盘对有色

物件抓取，再将物件根据预设的分类划分到初始设定的颜域之中。

对上述给出的设计方案进行演示验证，实现机械臂能够准确快速的完成有

色物块的分拣任务，能够待机准备任何时间出现在视野内的物块分拣。

三、实验过程(包括流程图)

课前准备：

1.安装吸盘套件

2.连接头

3.完成Ubuntu虚拟机安装掌握具体操作方法

4.在虚拟机中安装vscode并完成配置

5.熟练掌握ros相关操作

实验用具准备：

1.Dobot机器人（带吸盘）

2.相机支架

3.相机（C270i）

4.带有颜色的工件若干（约为3cm的立方体）

5.用于标定相机内参的棋盘格A4纸

6.用于的汉明码A4纸

模块设计调试部分：

1.使用USB_CAM打开USB单目相机

首先源码安装usb_cam驱动包：

克隆仓库（进入功能包src后使用下面命令，获取代码）

gitclone

如果dev/需要不是0，则需要修改launch文件中的编号。

对安装好驱动包的文件进行全局编译。

用如下命令启动相机节点。

$roscore

$roslaunchusb_camusb_cam-test.launch

安装好usb_cam包后要重新catkin_make编译后才能正常使用。

2.相机内参标定

首先调用如下命令标定包。

$sudoapt-getinstallros-kinetic-calibration

输入如下命令开始标定。此时相机应该能够检测到棋盘格A4纸。

$rosruncamera_calibrationcameracalibrator.py--size8x6

--square0.0237image:=/usb_cam/image_rawcamera:=/usb_cam

多次改变棋盘格A4纸和镜头的相对位置