视觉引导的机器人技术,意味着将机器人搭配视觉,让机器人拥有一双“慧眼”,加强它对外界事物的辨识能力,让机器人的工作效率、精度以及可靠性得到提升。视觉系统完成装配零件的检测、跟踪定位,将获取的位置信息传递给机器人,让其更加自动化、柔性化的完成装配任务。因此,机器人的这双“慧眼”怎样更好地去引导其“手部”实现高精度装配,将会是未来零部件装配技术的核心竞争力。本文针对工业生产线上来料的零部件进行自动柔性装配,开展了机器人在装配应用中的视觉引导关键技术研究,主要成果如下:⑴实现了总体方案的综合设计,选用并联机器人,确定了视觉子系统、运动控制子系统中核心部件的选型及控制方式。⑵依据Tsai径向一致约束的经典假设,在两步标定法的基础上加以改进,提出了基于中心无畸变区的相机光学中心标定方法求解出主点坐标,克服了传统的假设主点坐标方法所带来的不确定性,建立多项式畸变模型,取消了Tsai两步法中对相机镜头只考虑径向畸变的局限性,并且完成手眼标定。⑶在经典运动目标检测方法的基础上,引入了一种相邻帧差与背景差分先后处理相结合的运动目标检测方法。该方法能够对相邻帧差法和背景差分法两者的优劣势进行互补结合,以提高检测效率。然后,基于Kalman滤波算法来预测运动目标零件的位置及其速度特征数据。⑷对机器人进行运动学分析,在此基础上完成装配运动控制优化。接着搭建视觉结合机器人的装配应用实验平台,对软件、硬件进行联合调试实验,验证本次设计的视觉引导机器人在装配应用中,对目标零件进行检测、跟踪以及装配位姿的准确性。这些工作在实际工程应用中有着重要的参考意义。