在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將探索如何將計(jì)算機(jī)視覺與機(jī)械臂控制相結(jié)合。我們將建立一個(gè)系統(tǒng)，使用深度相機(jī)來檢測彩色塊和曲線，然后處理這些數(shù)據(jù)來指導(dǎo)AgileX PIPER機(jī)械臂完成精確的操作任務(wù)。對于任何對基于視覺的機(jī)器人感興趣的人來說，這是一個(gè)很好的起點(diǎn)!

你會學(xué)到什么

?使用OpenCV進(jìn)行色塊和曲線檢測

?基于深度相機(jī)數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)提取

?點(diǎn)云處理與曲線擬合和插值

?將計(jì)算機(jī)視覺與ROS和機(jī)械臂控制相結(jié)合

?路徑規(guī)劃和末端執(zhí)行器軌跡控制

硬件需求

?Orbbec Petrel(對齊深度+ RGB圖像：640x 400@30fps)

?英特爾RealSense D435(可選-對齊深度+ RGB圖像：640x 480@30fps)

?AgileX PIPER機(jī)械臂

軟件需求

1. PCL點(diǎn)云庫

使用on_nurbs選項(xiàng)編譯并安裝PCL。請參考Linux編譯的官方PCL文檔：

2. PIPER機(jī)械手驅(qū)動(dòng)程序

3. PIPER ROS控制

開始

步驟1：啟動(dòng)深度相機(jī)

啟動(dòng)攝像頭驅(qū)動(dòng)程序(以O(shè)rbbec Petrel為例)：

步驟2：色塊檢測

啟動(dòng)顏色檢測節(jié)點(diǎn)：

將出現(xiàn)兩個(gè)窗口：

?hsv_image：調(diào)整HSV滑塊以微調(diào)顏色檢測

?origin_image：單擊目標(biāo)顏色以自動(dòng)提取它們

點(diǎn)擊你的目標(biāo)顏色在origin_image窗口自動(dòng)搜索并提取它：

檢測到的塊的三維坐標(biāo)將在RViz中可視化：

步驟3：曲線檢測和軌跡規(guī)劃

啟動(dòng)曲線檢測節(jié)點(diǎn)：

啟動(dòng)曲線檢測：

系統(tǒng)通過使用曲線擬合和插值來自動(dòng)處理曲線中反射引起的間隙，以創(chuàng)建光滑、連續(xù)的軌跡。

步驟4：安裝機(jī)械臂

查找并激活CAN總線連接：

啟動(dòng)PIPER控制節(jié)點(diǎn)：

步驟5：配置逆運(yùn)動(dòng)學(xué)

設(shè)置匹諾曹IK計(jì)算(參見匹諾曹README的詳細(xì)信息)：

步驟6：設(shè)置主位置

定義機(jī)械手的起始位置：

步驟7：想象道路

添加RViz插件來可視化/line_path主題：

現(xiàn)在你應(yīng)該看到生成的末端執(zhí)行器軌跡：

步驟8：執(zhí)行軌跡

運(yùn)行路徑執(zhí)行腳本：

該腳本支持三個(gè)鍵盤命令：

?r：記錄當(dāng)前幀的點(diǎn)云，從camera_color_frame_optical坐標(biāo)變換到arm_base坐標(biāo)，生成控制路徑

?s：每按一次鍵，從路徑向機(jī)械手發(fā)送一個(gè)點(diǎn)

?p：連續(xù)發(fā)布到操縱器的整個(gè)路徑

按r確認(rèn)并生成軌跡/ transforme_cloud：

按s或p啟動(dòng)機(jī)械手沿軌跡運(yùn)動(dòng)!

下一個(gè)步驟

這個(gè)項(xiàng)目展示了視覺引導(dǎo)操作的基本原理。您可以將其擴(kuò)展為：

?添加多目標(biāo)跟蹤

?實(shí)現(xiàn)抓取規(guī)劃算法

?結(jié)合力反饋控制

?擴(kuò)展到不同的機(jī)器人平臺

本文編譯自hackster.io