在核工业中,测量加热器管板深孔的几何参数是一个复杂、繁重的任务,目前该类工件由人工使用接触式计量工具测量。在机器人末端装载接触式力传感器代替人工进行测量能大幅提高测量效率,但在应用时需通过示教获取工件的位姿,当工件存在较大的制造误差或工件夹持位置出现偏差时,导致工件圆孔位置与示教位置不一样,容易造成机器人与工件发生碰撞,使传感器损坏。为解决这一问题,本文使用视觉引导机器人自动趋近工件进行测量任务。首先通过视觉标定获取摄像机的内参数以及摄像机与机器人的相对位置关系,然后通过图像处理算法提取工件图像的特征,根据图像特征实现视觉定位,最后通过视觉定位获取的工件位姿信息或直接根据图像信息控制机器人向工件运动。论文的主要工作如下:1、提出一种基于最小二乘法和数据筛选的改进Tsai-Lenz手眼标定方法,完成机器人视觉系统的手眼标定,并使用机器人末端工具接触棋盘格角点测量的方法对手眼标定精度进行检验。对圆形孔工件进行分析,使用最大类间分割法获取阈值,通过阈值分割从图像中提取出工件图像,然后使用最小二乘法将提取出的图像边缘像素点拟合成椭圆,同时将椭圆的四个顶点作为特征点,根据摄像机成像原理,实现对目标工件的定位,再通过机器人运动学与空间坐标变换,将工件在摄像机坐标下的位姿映射到机器人基坐标系中。2、将机器人末端移动过程简化为两平面的旋转与平移变换,根据平面旋转时的轴-角关系,计算出机器人末端抵达测量位置时的位姿,并构建位姿给定型机器人视觉控制系统,然后对视觉引导机器人趋近圆形孔工件进行了试验,从机器人末端探针测头定位精度的角度对所述方法的可行性进行验证。3、选取图像的矩作为图像特征,构建PID控制器实现了基于图像的机器人视觉伺服控制系统,并对该系统的稳定性进行了仿真分析。搭建机器人视觉引导系统,设计开发一套视觉引导机器人趋近圆形孔工件的软件系统,实现了视觉控制机器人向工件运动的仿真。