基于KR260的机械臂控制器设计

这是一个在AMD/Xilinx Kria KR260 FPGA板卡上实现机械臂抓取物体的工程，目前提供的文件有：

• 可实现机械臂功能的ROS文件,功能：图像实时显示，红绿蓝颜色识别，机械臂定点物体抓取，分类放置。
• 启动KR260的教程文档
• 在KR260 Ubuntu上安装ROS的教程文档
• 使用PL+PS端的Linux image文档 (与工程无关，提供参考开发)

Table of Contents

• 0. Environment

• 1. 使用流程
  • 1.1 KR260 启动
  • 1.2 KR260 ROS环境配置
    • 1.2.1 ROS2
    • 1.2.2 Camera
• 2. 机械臂工程配置
  • 2.1 设计参考
  • 2.2 主要步骤

0. Environment

本项目使用AMD/Xilinx的Kria KR260 FPGA开发套件

关于KR260的官方介绍在这里

本项目在以下环境中完成测试：

• Ubuntu版本：Ubuntu 22.0
• ROS2版本：ROS2 Humble
• 编程语言：Python 3.10
• 机械臂类型：STM32驱动6自由度PWM机械臂
• 机械臂通信方式：USB 串口通信
• 摄像头：免驱USB摄像头

摄像头识别的部分，使用了OpenCV框架：

• opencv_ros2
• vision_opencv

1. 使用流程：

1.1 KR260 启动

See 如何启动KR260

1.2 KR260 ROS环境配置

1.2.1 ROS2

See 在KR260上运行ROS

1.2.2 Camera

sudo apt install ros-humble-usb-cam

2. 机械臂工程配置

2.1 设计参考

See opencv_ros2

and

See vision_opencv

2.2 主要步骤:

2.2.0. 下载工程文件

使用以下指令下载ROS2的文件

git clone https://github.com/shilicon/kr260_robotic_arm

文件结构如下：

├── opencv_ros2
│   ├── opencv_ros2
│   ├── resource
│   └── test
└── vision_opencv
    ├── cv_bridge
    │   ├── cmake
    │   ├── doc
    │   ├── include
    │   │   └── cv_bridge
    │   ├── python
    │   │   └── cv_bridge
    │   ├── src
    │   └── test
    ├── image_geometry
    │   ├── doc
    │   ├── image_geometry
    │   ├── include
    │   │   └── image_geometry
    │   ├── src
    │   └── test
    ├── opencv_tests
    │   ├── launch
    │   ├── opencv_tests
    │   └── resource
    └── vision_opencv

2.2.1. 工作空间的编译

*编译机械臂的工程

cd kr260
colcon build

2.2.2. open camera (new terminal）

ros2 run usb_cam usb_cam

2.2.3. show image (new terminal)

*显示摄像头采集到的彩色数据

cd kr260
source install/setup.bash
ros2 run opencv_ros2 sub

2.2.4. show color detection (new terminal)

*显示识别区域颜色识别后的结果(hsv)

cd kr260
source install/setup.bash
ros2 run opencv_ros2 video_subscriber

2.2.5. Robotic Arm (new terminal)

*机械臂会根据摄像头的颜色识别结果，抓取物体，并按颜色分类放置

*此处的指令名称来自参考的设计，其本身是人脸识别，进一步修改时保留了这个名字

cd kr260
source install/setup.bash
ros2 run opencv_ros2 face_detection