开发一套纯仿真的机器人三维箱体码垛数字孪生系统，3k

实现 ROS2 Humble 控制系统 与 Unity 三维虚拟场景 的双向数据映射与联动，不接入任何实体硬件。



核心闭环流程：



Unity 虚拟传送带生成箱体，虚拟深度相机抓取 RGB 图像发送至 ROS2。



ROS2 端接收图像，通过 OpenCV 识别箱体轮廓并解算抓取位姿。



ROS2 端利用 MoveIt2 完成六轴机械臂（UR5）的无碰撞轨迹规划。



规划结果（关节角度）下发至 Unity，驱动虚拟机械臂同步完成抓取、搬运与分层码垛。



Unity 端实时三维可视化展示所有设备运行状态，形成数字孪生监控闭环。



二、技术架构与环境要求

四层架构：



虚拟仿真层 (Unity)：三维场景、机械臂模型、传送带、托盘、箱体、虚拟相机、物理碰撞。



数据通信层 (ROS2-TCP)：跨 Windows 与 Ubuntu 的双向消息传输。



算法控制层 (ROS2)：图像识别、手眼坐标换算、运动规划、码垛逻辑。



可视化应用层 (Unity UI)：运行状态、码垛计数、启停控制、故障提示。



软硬件环境：



Linux 控制端



系统：Ubuntu 22.04



软件栈：ROS2 Humble Desktop Full、MoveIt2、OpenCV 4、ros2_tcp_endpoint



网络：与 Windows 端处于同一局域网（桥接模式），固定 IP



Windows 虚拟孪生端



系统：Windows 10/11



引擎：Unity 2022.3 LTS



插件：ROS2-TCP Connector、URDF Importer、ProBuilder



硬件：独立显卡，内存 ≥16GB