当高速路上遇到交通事故或者进行道路检修的时候,需要用交通路锥将该区域进行隔离,以起到警示与交通引流的作用。在国内,通常是采用人工的方式,手动对路锥进行取放。这种方式不仅使工人暴露于危险的环境中,而且还存在着效率低下,成本高的问题。因此,路锥自动取放设备随之应运而生。当前的路锥自动化设备虽然能够实现简单的路锥取放,但普遍存在结构复杂,灵活性差的缺点。而机械臂凭借其所占空间小、运动灵活、速度快等优点,已经在焊接,分拣,装配等结构性环境下得到广泛应用。要是能够实现机械臂的路锥自动取放,那将对简化装备结构、提升取放效率和自动化程度具有重要的意义。结合移动机械臂的思想,本文对所提出的路锥自动取放系统进行了如下研究:首先,提出了路锥取放系统的整体方案。阐述了系统各模块的功能与布局,设计了系统的路锥抓持器与仓储装置。完成对六自由度机械臂的运动学建模,进一步求解出机械臂的雅克比矩阵,并讨论了雅克比矩阵的奇异性。其次,提出一种基于激光雷达的路锥检测方法。采用基于特征点的DBSCAN聚类算法完成对雷达点云数据的聚类。根据路锥的圆弧特性对聚类后的点集进行形状匹配,完成了路锥的检测定位,并进一步对雷达的反射点数据进行自适应筛选。接着,利用工业相机,采集由雷达所检测到的物体图像。对图像进行基于RGB颜色模型的分割处理,以得到图像中的红色区域。对分割后的图像进行连通域提取,根据连通域面积的大小以及中心点位置完成对路锥视觉上的识别。然后,为了补偿系统的滞后性,构建了Kalman滤波器,对路锥位置进行预测。提出了基于路锥位置伺服的机械臂运动控制模型,此基础上,分别论述了机械臂相对于路锥不同距离时的四个运动阶段,采用补偿速度的抓取方法,使得机械臂在移动过程中完成对路锥的抓取。介绍了路锥的摆放模式,着重对路锥的自动摆放进行轨迹规划,并求解机械臂的轨迹函数,以及提出了路锥摆放时的姿态调整策略。最后,结合实验室条件,通过所搭建的实验平台,完成对系统程序的编写。分别进行了基于雷达与视觉的路锥检测识别实验、基于位置伺服的运动控制实验以及路锥的位置预测与自动取放实验。研究结果表明,本文所提出的路锥自动取放系统能够较好地实现对路锥的准确抓取与摆放,对于日后使用机械臂替代人工完成路锥的自动取放具有一定的指导意义。