本文以显微视觉下的微装配为研究背景,主要针对微装配中带孔球形微零件与管型零件的装配过程中的相关问题进行了研究,包括对球形微零件进行快速、准确地定位,基于两路显微视觉的图像信息实现管型微零件三维姿态的准确测量,对微球边缘准确定位的图像处理算法,利用两路显微相机的主动运动对球形微零件的三维姿态进行高精度测量,对微管操作手及显微相机运动机构进行基于视觉的伺服控制以实现目标微零件在三维空间下的位姿对准。本论文主要对基于多路显微视觉的微管-微球装配进行研究。在已搭建的实验平台基础上,设计了高低倍率显微相机相结合的微球微管快速搜索定位的方法。利用低倍率显微相机视野较大的特点,对微器件进行快速搜索。通过对高倍率显微相机运动机构与低倍率显微相机运动机构之间的相对位置关系进行标定,实现了低倍率显微相机引导高倍率显微相机对目标零件快速准确的定位。基于显微图像特征,设计了准确识别微球边缘点并拟合圆心的图像处理算法。通过双向梯度结合灰度值的方法对微球边缘进行粗定位,再根据最大梯度值对微球边缘进行精定位。通过对边缘点集进行粗大误差筛选,利用误差较小的边缘点拟合出微球边缘圆及圆心的图像坐标,实现了对微球球心的精确定位。提出了基于两台倾斜正交的显微相机的主动运动对微球孔姿态进行高精度测量的方法。利用两台倾斜显微相机的运动量及运动几何关系,实现了微球孔姿态向量的精确计算。在已搭建的实验平台上,对基于多目的微球-微管装配任务进行了整体的测试,实验结果表明,该方法能够快速高效的完成微球与微管的装配任务,且装配姿态精度平均误差0.03度,位置精度平均误差小于1μm,对提高微装配的自动化程度具有重要意义。