随着智能制造的到来,机器人成为现代工业不可缺少的工具,目前示教再现方法仍然是大多数中小型企业首选的机器人编程方式。日益多样化的用户需求及生产模式日益个性化,要求机器人示教技术必须跟上变化的步伐。而融合了在线示教和离线示教优点的增强现实示教,成为机器人示教再现技术领域的热点技术之一。本文在实验室前期对机器人示教再现技术及方法的研究成果基础上,提出一种基于增强现实及自然人机交互技术的机器人示教再现技术及方法,采用增强现实技术将虚拟机器人注册到真实机器人上与之重合,使操作者在真实环境中对虚拟机器人进行快速示教和实时验证,同时采用自然人机交互技术减轻操作者对机器人的认知压力。该方法以固高GRB3016机器人为对象,对其进行DH建模及正逆运动学分析,以真实尺度建立虚拟机器人模型并部署到Holo Lens中,通过Unity 3D添加运动控制属性,并将正逆运动学解用于虚拟机器人运动控制;分析了虚实机器人重合的原理及步骤,采用基于正交矩阵形式的迭代法来求解齐次变换矩阵,并用Vuforia的多目标跟踪识别完成虚拟机器人的三维注册,实现虚实机器人重合;手势示教再现方法采用Kinect获取手势的位姿数据,经过混合滤波器优化后控制机器人运动;为了提高手势示教的精度和稳定性,采用高斯混合回归模型预测手势位置来解决手势误识别问题;语音示教再现方法采用Speech SDK识别示教者的语音指令,通过语音特征提取和语法文件匹配,将语音指令转化为机器人运动控制指令,实现位姿的精细调整。本文通过轨迹跟踪实验和插孔实验验证了本文研究内容的可行性和有效性。