摘要：在科技不断发展的今天，机器视觉检测是现代工业生产中十分普遍的, 机器视觉能够更好的检测出生产流程中的错误，能够将产品的质量问题更好的检测出来，提高工业生产的效率和生产的自动化程度，并且将工业生产的精确度提高，使得工作的进程加快，节省时间，而人工视觉检测却失误率较高。在现代工业生产中，很多人都不看好人工视觉检测，因为人肉眼会疲惫，瞬间的疲惫可能就会造成一个重大的损失。人工检测效率是在一个固定区间，无法大幅提升，而在流水线重复且机械化的检测过程中，检测人员很容易出现疲劳而导致检测效率降低；而机器视觉能够更快的检测产品，特别是在生产线检测高速运动的物体时，机器能够提高检测效率，速度甚至能够达到人工10-20倍。

本课题提出一种基于Halcon视觉定位及搬运系统的设计。视觉定位及搬运系统以c#为核心，通过摄像头采集图像信号，然后利用上位机程序对图像信号进行处理。被抓物体坐标识别主要是利用被抓物体的颜色以及形状等特征进行二值化，腐蚀膨胀，特征提取,并附加滤波器去除噪声。当检测到被抓物体后，会进行一系列的计算，将像素坐标转换成以机械臂中心为原点的现实坐标，再计算机械臂的姿态，计算完成后将数据发送给单片机，单片机接收到位置数据后开始发送数据给舵机驱动板，舵机驱动板通过发送PWM使机械臂运动，从而实现了整个抓取动作。上位机界面能够实时显示平台图像，已经控制整个系统的手动控制及自动控制。

经过调试，运行稳定，功能齐全，各模块相互配合，很好的实现了视觉定位及搬运系统的设计。该设计可以实现自动重复抓取，以及紧急情况下的人工操作。 

关键词：机械臂控制  手眼标定 运动学逆解  图像处理  TCP通信

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1 课题研究的背景与意义-1

1.2 课题研究的现状-1

1.3 课题研究的主要内容-2

1.4 论文章安排-2

2.视觉定位及搬运系统总体设计方案-4

2.1系统实现原理-4

2.2系统方案选择-5

2.3 系统总体构成-5

3. 机械臂控制系统的设计方案-7

3.1 单片机及其它元件的选取-7

3.1.1单片机的确定-7

3.1.2 舵机的确定-7

3.2 机械臂机械结构介绍-7

3.3 电位器电路及串口wifi电路设计-8

3.4 舵机驱动电路设计-9

4.视觉定位平台软件设计-11

4.1 系统总体软件介绍-11

4.2上位机软件设计-11

4.2.1 像素距离转换成实际距离程序设计-11

4.2.2瓶盖检测及其定位的程序设计-13

4.2.3 坐标转机械臂姿态的程序设计-15

4.3 下位机软件设计-19

4.3.1 创建客户端程序设计及接受数据解读-19

4.3.2 基于电位器的手动控制的实现-20

5. 系统调试与运行-22

5.1 搬运系统实物图-22

5.2 硬件调试-22

5.3 软件调试-23

6.总结-25

参考文献-26

附录-27

致谢-34