光机组件是大型激光驱动器的重要组成部分。目前，我国的大型激光驱动器装置虽已处于世界领先行列，但在装置建设中，尤其是光机组件的装配过程中，主要以人工为主，自动化程度低下。因此，本文以大型激光驱动器的光机组件高精度自动化装配为研究背景，着重对基于视觉的机器人自动对准过程中的位姿测量、伺服控制以及对准策略等方面展开研究。　　首先，提出一种直线特征的交互矩阵求取方法。为摆脱含有直线的平面参数的约束，利用两点的极坐标推导出直线的交互矩阵，并给出直线交互矩阵的求取方法。经分析得知，对于与摄像机光轴接近垂直的直线，其在成像平面上的角度变化主要受摄像机姿态变化的影响，对摄像机的位置变化不敏感。对于与摄像机光轴平行的直线，其在成像平面上的角度变化受摄像机旋转以及垂直于光轴平移的影响较大。实验结果验证了本文方法的有效性。　　其次，提出一种基于敏感图像特征的视觉伺服方法。基于图像交互矩阵，利用特征直线进行旋转运动的控制，利用特征点和特征面积进行平移运动的控制，实现视觉伺服过程中位置控制和姿态控制的分离。根据直线的期望特征与当前特征之间的偏差，结合直线交互矩阵，设计姿态控制律，使直线的期望特征参数收敛到期望值。根据点的期望特征和当前特征之间的偏差，以及面的期望特征与当前特征之间的偏差，设计平移控制律，使点特征收敛到期望的图像坐标，使面积特征收敛到期望值。平移控制过程中，为了保证目标在相机视野范围内，对旋转运动引起的点特征、面特征变化进行了补偿。　　再者，提出一种基于多传感器反馈的位姿测量方法。针对大口径光机组件的位姿检测，基于视觉传感器和激光测距传感器，分阶段实现光机组件的六维位姿测量。当视觉传感器能够获取完整的目标图像时，仅利用视觉图像得到目标的六维位姿信息;当视觉传感器不能获取完整的目标图像时，利用局部图像得到目标沿X、Y轴以及绕Z轴的位姿信息，利用激光测距传感器测量的距离得到绕X、Y轴以及沿Z轴的位姿信息。　　最后，针对大口径光机组件的装配，基于机器人自动化装配实验平台，利用视觉传感器采集的目标图像和激光测距传感器测量的相对距离，设计分阶段的机器人控制策略，实现光机组件的六自由度位姿对准。当机器人末端距离目标较远时，利用目标的完整图像得到位姿偏差，实现粗对准。当机器人末端距离目标较近时，利用目标的局部图像得到当前特征参数和期望特征参数之间的偏差，采用基于图像的控制方法，消除沿X、Y轴的平移偏差，以及绕Z轴的旋转偏差，利用三个激光测距传感器的测量结果，采用基于位置的控制方法，消除绕X、Y轴的旋转偏差，以及沿Z轴的平移偏差，实现精对准。