随着我国工业自动化和智能化的发展,机器视觉技术和工业机器人成为人们研究的热点。机器视觉技术有非接触、高敏感性和高适应性的优点,它可以满足不同工业环境下的生产需要。其中单目视觉具有成本低、稳定性好、操作简单和功耗低等优势,因此在缺陷检测、目标识别、视觉引导、机械装配等方面广泛使用。本论文以塑料膜片注塑项目中机器人通过视觉定位将塑料膜片嵌入模具为研究背景,使用单目视觉技术和图像处理算法来实现工业机器人的目标识别和定位。主要的研究内容如下:首先,进行了系统整体结构设计。根据项目中机器人目标识别和定位部分的设计概况,对论文的总体方案进行设计。根据实际的项目需要,对机器人、相机、镜头、光源等硬件进行选型,并对图像处理、数据通讯、计算机编程等软件部分进行了介绍。其次,对图像处理、目标识别和定位算法进行研究。对相机标定和手眼系统标定原理进行了研究,使用Python调用Open CV开源库中的张正友标定法对相机进行标定,获得相机的内外参数和畸变系数;根据项目要求,对机器人的手眼系统进行选择和标定,并进行了精度验证,实验结果表明标定精度误差在0.1mm内。针对环境中光照和噪声对图像的影响,进行了图像处理算法的研究。结合灰度校正、图像滤波等提出了改进的Canny边缘检测算法,与传统Canny算法相比,在滤除噪声的基础上很好的保留了图像的边缘信息。使用模板匹配方法进行目标识别,根据harris角点检测算法在特征提取方法的优势,对SIFT算法进行改进,提高了匹配的正确率和稳定性。为了让机器人将塑料膜片准确的嵌入模具中,使用形态学处理和边缘检测算法获得图像的轮廓,根据轮廓的最小外接矩形获得目标物体的质心坐标和偏转角度。最后,总体方案实现和系统实验。实现了对人机界面设计、编程控制机器人抓取和放置、数据通讯和程序封装等工作。根据系统实验结果表明,目标识别可以达到99.7%,机器人放置塑料薄片的误差始终保持在0.1mm以内,满足工业生产的需要。