空间机器人是机器人研究领域的一个重要分支,手眼视觉系统是机器人系统中重要的关键技术,在空间卫星的交会对接和机器人手臂实验等任务都需要手眼视觉系统。手眼视觉系统主要参与完成机器人的功能自测,各种在线标定,识别及捕获目标物体等任务,为机器人提供目标物体的实时图像信息及实时的空间位姿信息。 本课题主要研究空间机器人单目手眼视觉测量方法,实现三维目标物体位置和姿态地实时测量。研究内容主要有:标定光标和合作光标的设计;图像采集装置设计以及一些常用的图像处理技术;摄像机参数的标定,包括线性标定方法和非线性标定方法;手眼标定确定了机器手爪与摄像机的位姿关系;研究了一种基于三次坐标变换的三维物体位姿测量封闭解法,并对方法进行了优化。 最后搭建了一个基于图像采集卡,PC机和直线导轨的手眼视觉实验系统,进行了算法的仿真验证,并在安徽大学自动化系的Motoman机械臂系统上进行了实验验证。实验结果表明上述算法满足机器人手眼视觉测量要求。