vChisel_ros2_ws

这是一个基于ROS2的工业自动化视觉处理系统，主要用于点云处理和与西门子PLC通信。

项目概述

该项目包含两个主要的ROS2包：

1. norm_calc: 实现点云数据处理算法，包括滤波、法线计算、网格生成等
2. snap_7: 使用Snap7库实现与西门子PLC的通信

系统能够处理来自深度相机的点云数据，识别特定区域内的特征点，并通过PLC控制工业设备执行相应操作。

系统架构

vChisel_ros2_ws/
├── norm_calc/                 # 点云处理包
│   ├── include/norm_calc/     # 头文件
│   ├── src/                   # 源代码
│   ├── config/                # 配置文件
│   └── launch/                # 启动文件
└── snap_7/                    # PLC通信包
    ├── snap_7/                # Python节点实现
    ├── launch/                # 启动文件
    └── test/                  # 测试文件

主要功能

norm_calc 包

• 点云预处理：直通滤波、体素下采样、统计滤波
• 法线计算：使用PCL库计算点云法线
• 特征提取：从处理后的点云中提取关键特征点
• 参数配置：支持多种处理参数的配置

snap_7 包

• 与西门子PLC通信：使用Snap7库读写PLC数据块
• 触发机制：监听PLC特定地址值变化触发点云处理
• 结果反馈：将处理结果写回PLC指定地址

安装依赖

# ROS2 humble
sudo apt install ros-humble-desktop

# PCL库
sudo apt install libpcl-dev

# Snap7库
pip install python-snap7

# 其他依赖
sudo apt install ros-humble-cv-bridge \
                 ros-humble-pcl-conversions \
                 ros-humble-pcl-msgs \
                 ros-humble-message-filters

编译项目

cd vChisel_ros2_ws
colcon build --packages-select norm_calc snap_7
source install/setup.bash

运行系统

方法一：使用一键启动脚本

./start_system.sh

方法二：手动启动

# 终端1：启动norm_calc和PLC客户端节点
ros2 launch snap_7 snap_7.launch.py

# 如果需要单独启动norm_calc
ros2 launch norm_calc norm_calc_launch.py

配置说明

norm_calc 参数

配置文件位于：norm_calc/config/norm_calc_params.yaml

主要参数：

• BOX_*: 网格划分参数
• X/Y/Z MIN/MAX: 坐标轴过滤范围
• BORDER_WIDTH: 边界宽度
• NORM_TH: 法线阈值
• SEARCH_RADIUS: 搜索半径
• SEARCH_NUM_TH: 最小邻居数阈值

snap_7 参数

PLC通信相关参数：

• plc_address: PLC IP地址
• db_number: 数据块编号
• db_start: 起始偏移地址
• poll_rate: 轮询频率

使用流程

1. 确保PLC与运行节点的计算机网络连通
2. 在PLC中创建对应的数据块(DB)
3. 配置正确的DB编号和偏移地址
4. 启动系统
5. 当PLC中触发条件满足时(特定地址值变为110)，系统自动执行点云处理
6. 处理结果会写回到PLC指定地址

故障排除

PLC通信问题

1. 确认PLC IP地址配置正确
2. 检查防火墙设置
3. 确保PLC中DB块配置正确且允许外部访问
4. 验证DB编号和偏移地址正确

点云处理问题

1. 检查点云数据源是否正常
2. 调整过滤参数适应具体场景
3. 查看日志输出定位问题

开发指南

添加新的点云处理算法

1. 在norm_calc包中添加新算法实现
2. 修改norm_calc.cpp整合新算法
3. 更新配置参数(如需要)

扩展PLC通信功能

1. 修改plc_client_node.py添加新的读写逻辑
2. 调整数据解析方式以适配不同的PLC数据结构