机械臂视觉抓取系统：从仿真到部署的完整实现

摘要

本文详细阐述了一个完整的机械臂视觉抓取系统的设计与实现，涵盖从仿真环境搭建到实物部署的全过程。系统基于ROS（Robot Operating System）框架，整合了Intel RealSense D435i深度相机、六自由度机械臂、DH夹爪以及自主开发的气动软体手和触觉传感器。系统采用YOLOv8进行目标检测，结合改进的A*算法进行路径规划，并集成模糊PID控制算法实现精确运动控制。通过触觉反馈实现物体分类，结合软体手的自适应抓取策略，实现了对不同形状、大小物体的稳定抓取。

1. 系统架构设计

1.1 硬件组成

• 视觉系统: Intel RealSense D435i深度相机
• 机械臂: UR5e六自由度机械臂
• 末端执行器: DH夹爪（基础） + 自主开发气动软体手
• 传感器: 触觉传感器阵列（集成于软体手指尖）
• 控制单元: 工控机（Intel i7, 32GB RAM, NVIDIA RTX 3060）

1.2 软件架构