随着工业机器人在各个工业领域的广泛应用,机器人技术的发展越来越呈现出智能化的趋势,包括操作任务的复杂化与操作目标的多样化。本文依托于休闲伞伞盖自动旋拧装配这一具体的任务要求,重点研究了工业领域中常见目标的视觉检测技术,并结合工业机器人操作平台验证了方法的有效性。针对工业场景下快速标定部署与获取标定数据时双目相机拍摄同步性的要求,设计并实现了配套的图像采集与标定软件。通过实验分析与对比,选择直方图规定化与均值偏移滤波等图像预处理技术,提高视觉系统对于环境光照与噪声的鲁棒性。采用霍夫梯度法检测水平放置的扁平圆面伞盖目标,构造左右视图目标之间的距离度量,将对应目标的匹配问题转化为带权二分图的最优匹配问题,并使用KM算法加以求解。采用基于圆面重投影的方法检测倾斜伞盖的位姿,提出了一种基于连通集采样的改进随机椭圆检测方法,避免无约束随机采点引入的大量伪椭圆,提高算法的运行效率。通过椭圆方程对应的二次型规范化将观测椭圆锥曲面标准化,在新坐标下求解合作目标的空间位姿并转化到原始坐标系下,并借助工件的几何约束去除重投影过程中的二义性。采用基于SIFT特征点模板匹配方法检测异形目标,在此基础上进一步使用RANSAC算法去除其中的误匹配点。使用Grabcut从模板图像交互式分割出目标前景,使用主成分分析法获得异形目标的中心位置与主轴方向,为抓取点的选取提供参考。搭建伞盖自动化装配系统,对通用型六轴机械臂进行运动学建模,利用几何法求解构型一致的封闭逆解。最后结合感知模块与执行模块进行重复装配实验,证明了系统的有效性与可靠性。