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视觉定位与机械臂协同控制部署

共计 30 章节
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01
视觉定位与机械臂协同控制概述
课程背景 · 应用场景（工业分拣 · 医疗辅助
视觉定位机械臂协同控制概…
02
机械臂运动学基础
刚体变换与齐次坐标 · DH参数建模法 · 正运动学求解（以6轴机械臂为例）
机械臂运动学基础刚体变换
03
视觉传感器与标定
相机成像模型（针孔模型 · 畸变模型） · 相机内参标定（张正友法）
视觉传感器标定
04
图像处理与特征提取
图像滤波（高斯 · 中值） · 边缘检测（Canny）
图像处理特征提取
05
2D视觉定位技术
模板匹配（归一化互相关） · 二维码/条形码定位（ZBar · OpenCV）
2D视觉定位技术模板匹配
06
3D视觉定位技术
点云预处理（体素滤波 · 统计滤波） · 点云配准（ICP
3D视觉定位技术点云预处理
07
手眼标定实战
Eye-in-Hand标定流程（棋盘… · Eye-to-Hand标定流程 · 标定精度评估（重投影误差）
手眼标定实战Eye-in-Hand
08
ROS与机器人通信
ROS架构（节点 · 话题 · 服务
ROS机器人通信
09
机械臂运动规划
关节空间规划（梯形速度 · S形曲线） · 笛卡尔空间规划（直线插补
机械臂运动规划关节空间规划
10
视觉引导抓取策略
抓取点生成（Grasp Pose D… · 抓取姿态评估（力封闭 · 形封闭）
视觉引导抓取策略Grasp
11
视觉伺服控制
基于位置的视觉伺服（PBVS） · 基于图像的视觉伺服（IBVS） · 混合视觉伺服
视觉伺服控制PBVS
12
深度学习目标检测
YOLOv8/v9模型训练（自定义数… · 模型部署（ONNX · TensorRT）
深度学习目标检测YOLOv8/v9
13
实例分割与位姿估计
Mask R-CNN实例分割 · 6D位姿估计（PoseCNN · DenseFusion）
实例分割位姿估计
14
多传感器融合定位
IMU与视觉融合（VIO） · 激光雷达与视觉融合（Lidar-Ca… · 卡尔曼滤波（EKF
多传感器融合定位IMU
15
协同控制系统架构
分布式控制（ROS2 DDS） · 实时性保障（RT内核 · PREEMPT_RT）
协同控制系统架构ROS2
16
通信协议与数据同步
TCP/UDP通信 · Modbus TCP与EtherCA… · 时间戳同步（PTP
通信协议数据同步
17
安全机制与异常处理
碰撞检测（力矩传感器 · 电流监测） · 紧急停止逻辑
安全机制异常处理
18
仿真环境搭建
Gazebo仿真（URDF模型导入） · CoppeliaSim（V-REP）… · 数字孪生（Unity+ROS）
仿真环境搭建Gazebo
19
视觉定位精度评估
重复定位精度测试 · 定位精度测试 · 误差来源分析（标定误差
视觉定位精度评估重复定位精度测试
20
工业分拣系统实战
传送带跟踪（编码器同步） · 动态抓取（运动预测） · 多目标排序（优先级队列）
工业分拣系统实战传送带跟踪
21
医疗辅助系统实战
手术器械定位（AR标记） · 患者姿态跟踪（RGB-D） · 力控辅助（阻抗控制）
医疗辅助系统实战AR
22
物流仓储系统实战
货架识别（AprilTag） · 自主导航（AMCL+路径规划） · 货箱抓取（深度估计）
物流仓储系统实战AprilTag
23
边缘计算与嵌入式部署
Jetson Orin/NX部署 · 模型量化（INT8 · FP16）
边缘计算嵌入式部署
24
系统集成测试
单元测试（gtest · pytest） · 集成测试（ROS launch te…
系统集成测试gtest
25
性能优化与调优
视觉管线优化（多线程 · 流水线） · 机械臂运动优化（加速度限制
性能优化调优
26
日志与监控系统
ROS Bag录制与回放 · 可视化工具（rqt · PlotJuggler）
日志监控系统
27
项目文档与交付
技术文档撰写（Doxygen · Sphinx） · API文档生成
项目文档交付
28
行业案例深度解析
汽车制造（焊装线视觉引导） · 3C电子（精密装配） · 食品包装（高速分拣）
行业案例深度解析汽车制造
29
前沿技术展望
具身智能（Embodied AI） · 大模型与机器人（RT-2 · PaLM-E）
前沿技术展望Embodied
30
综合项目实战
从零搭建视觉引导抓取系统（需求分析 · 方案设计 · 硬件选型
综合项目实战从零搭建视觉引导…