随着机器人任务复杂程度的加大,单机器人技术已经不能满足任务的需求,一种基于多机器人系统的技术也越来越受到关注。多机器人系统有着很多单机器人无法比拟的团队优势,但要发挥这种优势关键在于如何使得每个机器人成员获得足够的外界和相互间的信息。而机器视觉由于其信息的丰富性不断被应用于机器人的信息传感中。目前绝大多数的视觉系统都针对于单机器人的视觉或独立的单层视觉系统,而对于多机器人协作系统,还未有完善的视觉解决方案。本课题源于十五211国家重点实验室建设项目——多工业机器人协作系统实验平台的搭建。该平台以实际工业生产中的零配件装配加工为模拟对象,主体部分由双悬挂移动式多关节机器人和一个地面移动式多关节机器人组成。本文主要工作是设计并搭建一套适用于多机器人系统的视觉解决方案。本文模拟人类搜寻目标的视觉过程,首次提出了一种多级协作视觉系统的解决方案,很好地解决了当前机器人视觉普遍存在的视场和精度的矛盾。该视觉系统主要包括:1)最高层的主动式全局三目视觉定位系统,该级视觉主要由三个主动视觉单元构成,采用主动性扩大了全局视觉的视场范围和灵活性。提出了实时调整每个视觉单元的动态投影矩阵来实现主动三目定位的算法,实现了全局无盲区的精确立体定位。全局定位实验表明该级视觉系统不管在定位精度还是使用范围都高于现有的全局主动式定位视觉系统。2)中层双目手眼近距离立体视觉系统,该级视觉由三个双目立体摄像机分别加载于三个机器人末端构成。文中通过两摄像头的投影矩阵推导得到立体摄像机双目间的约束关系,并且通过标定双目立体摄像机和机器人末端手眼关系得到目标相对于机器人的位置的定位算法,实验结果表明了双目近距离立体视觉定位具有较高的精度。3)底层视觉设计了一种单目方位视觉,将针孔摄像头嵌于机械手爪中心的安装方式,利用单目图像计算得到目标相对于手心朝向的方位反馈信息。实验表明方位视觉具备很好的方向指导性。本文同时给出了多级视觉层间从高层的大范围搜索到底层局部精确视觉反馈,协作完成视觉搜索定位任务的初步框架,为后期多机器人协作奠定了基础。