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基于视觉的清洗机械臂位姿检测系统设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
随着工程技术的不断发展，机器人系统被广泛应用于工业、医疗、科研等各个领域，为人们的生产和生活带来了巨大的便利。其中，机械臂作为机器人系统的核心部件之一，常用于繁重的重复性工作和高精度的操作。视觉技术发展迅速，其在机器人领域的应用也越来越广泛，如视觉导航、目标检测、位姿估计等。
基于视觉的清洗机械臂位姿检测系统是一种机器人应用，该系统通过摄像头获取物体信息，并通过计算机为机械臂提供控制指令，使其能够自动识别和清洗指定目标的位姿。因此，该系统能够大大提高机械臂的生产效率和清洁效果，减少人力资源的浪费，广泛适用于电子、医疗、食品等各个领域。
二、任务目标
本次任务旨在设计基于视觉的清洗机械臂位姿检测系统，并实现如下目标：
1.设计合适的机械臂和摄像头系统，满足清洗指定物体的需求；
2.利用计算机视觉技术，提取指定物体的特征信息，并计算出其位姿信息；
3.根据计算出的位姿信息，为机械臂提供控制指令，使其自动完成清洗任务；
4.设计合理的界面，方便操作人员调整参数和监控清洗过程。
三、任务内容
1.硬件设计
（1）设计机械臂系统，包括机械臂基座、机械臂臂体和机械臂末端执行器等部分；
（2）选取合适的工业摄像头，保证照射距离、视场角度和分辨率等参数的兼容性；
（3）安装机械臂和摄像头，并完成传感器的连接和校准。
2.软件设计
（1）编写程序，通过视觉库OpenCV提取指定物体的特征信息，并计算其三维点云和位姿信息；
（2）根据机械臂系统的运动学模型，将计算出的位姿信息转化为机械臂运动轨迹；
（3）将机械臂运动轨迹转化为控制指令，并实现机械臂的自动控制；
（4）编写图形界面程序，显示清洗过程和参数设置界面。
四、任务计划
1.任务启动：确定任务目标和技术路线，完成任务书编写。时间：1天。
2.需求分析和系统设计：分析任务需求，完成机械臂和摄像头的选型和设计，编写软件程序框架。时间：7天。
3.硬件制造和调试：根据设计要求，制造并组装机械臂和摄像头系统，并进行传感器的连结和校正。时间：10天。
4.软件编写和测试：根据任务目标完成软件编写，包括特征提取、位姿计算和控制指令生成等部分，同时编写图形界面程序。时间：15天。
5.集成调试和性能测试：对硬件和软件系统进行整体集成调试，并进行清洗任务的性能测试和效果验证。时间：7天。
6.任务验收：对系统的性能和功能进行验收和评估，并根据评估结果提出改进意见。时间：1天。
五、任务要求
1.设计方案具备实用性和可行性，机械臂和摄像头系统能够满足清洗指定物体的需求；
2.软件程序能够准确提取指定物体的特征信息，并计算出其位姿信息；
3.软件程序能够将位姿信息转化为机械臂的控制指令，并实现机械臂的自动控制；
4.图形界面程序易操作，能够实现清洗任务的监控和参数调整；
5.系统应符合相关的技术标准和规范，稳定可靠。
六、预期成果
完成基于视觉的清洗机械臂位姿检测系统设计和实现，能自动识别和清洗指定目标的位姿，提高清洗效率和质量。
七、参考资料
1.计算机视觉与深度学习（谢恩波等）；
2.机械臂控制：原理与应用（华永东等）；
3.Opencv程序设计视频教程（李书民）。