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随着科学技术的不断发展,传统制造业已经无法满足用户个性定制化的需求。面对传统制造业转型升级,智能制造引起了人们的关注。搭载视觉的装配机器人使得智能装配成为可能,但是目前智能装配领域的研究满足不了智能装配业的要求。为了进一步提高装配机器人作业定位精度及智能化水平,以典型的轴孔装配为研究对象,本文重点研究基于ETH(Eye-to-Hand)视觉系统标定与机器人抓取位姿确定、基于云台双目视觉系统对受部分遮挡物体的位姿测量和基于EIH(Eye-in-Hand)视觉系统孔位姿测量,具体工作如下:1.基于ETH视觉系统标定与机器人抓取位姿确定。首先,基于ETH视觉系统标定原理,采用张氏标定法和Tsai—Lenz算法分别完成相机标定和手眼标定;其次,对工件轴进行中值滤波、阈值化、亚像素轮廓提取及双母线提取等图像处理,通过双母线四个端点像素坐标确定工件轴基于图像的位姿;最后,利用坐标变换及手眼标定结果实现工件轴图像位姿到机器人基坐标系的转换。实验结果表明,手眼标定的平移部分最大误差是0.669mm,旋转部分最大误差是0.418°。2.基于云台双目视觉系统对受部分遮挡物体的位姿测量。所提方法如下:首先,将物体模板左、右图像分别与受部分遮挡物体右、左图像进行匹配建立两个仿射模型;其次,根据对应的模型分别利用模板关键点的像素坐标去估计受遮挡物体图像与之对应的像素点坐标;基于双目立体视觉重建原理,求解出受遮挡物体上的一些共面关键点的空间坐标;最后,利用所求空间坐标确定其位姿。实验结果表明,所提方法可行有效。3.基于EIH视觉系统孔位姿测量。首先,基于EIH视觉系统标定原理进行相机标定和手眼标定;其次,通过Hough变换提取手眼相机采集的平行方位两孔图像的孔心,并针对孔边缘点匹配不精问题,提出先经SURF+RANSAC匹配估计基础矩阵,之后用基础矩阵进行极线约束匹配孔边缘点的方法;建立平视双目视觉模型,依据视差原理求解孔心及孔边缘点的三维坐标,根据求解的三维坐标利用空间向量法求解孔的姿态;最后,利用EIH手眼标定结果,实现了目标孔位姿到机器人基坐标系的转换。实验结果表明,手眼标定最大平移误差是0.792mm,最大旋转误差是0.221¤,机器人对孔位置定位最大偏差是2.44mm。4.双目视觉测量精度验证实验。将棋盘格标定板固定在机器人末端,控制机器人某一关节转动获得多处标定板之间的实际相对转角,利用双目立体视觉测量棋盘格尺寸及标定板法向量的夹角与实际值进行比较。实验结果表明,双目视觉测量精度较高。