本文深入研究了视觉制导下进行孔-轴装配的机器人的工作原理、组成结构、调试方式以及相应机械臂的运动控制策略等,详细讨论了设计该型机器人所涉及的计算机视觉成像理论和机器人控制理论。在广泛收集现有的多种图像采集装置基础上,分析和比较了其各自的优、缺点,进而提出适合孔-轴装配环境的图像采集装置的优化配置。论文系统地介绍了视觉图像的采集、像质评价、图像处理及贮存方法,确立了视觉坐标系与机械臂坐标系的相互位置关系,重点讨论了平行双目立体视系统的建模和空间点配准的理论计算方法。在图像配准理论中,首次将色配法引入到简单特征匹配,将曲线的曲率分级空间(CSS)匹配引入到复杂的特征匹配中,加快对视场内已知物体的定位速度。根据机械臂的运动特点,本文提出一套视觉标定机械臂连杆参数的方法,为未标定机器人提供了一个精确、简便的构型测量方法,因而具有很高的应用价值。应用上述理论,本文建立一个视觉制导装配机器人实验平台,其机械臂运动部分通过改进YJP-I型机器人的上部来实现,可以完成无接触条件下的孔-轴装配任务。同时,还为视觉制导下的机器人运动控制实验编制了较为详尽的Visual C++程序,实验结果验证了该平台的可行性和实用性。论文的最后两章则详细而深入地探讨了视觉制导下机械臂的运动规划、双臂协调以及视觉制导条件下、满秩机器人的力位混合控制策略等问题。