针对异构件水龙头抛光环节需要人工示教定位抓取,无法实现全自动化的问题,设计出双目视觉检测方案,研制了一套双目视觉引导机器人识别定位抓取系统,主要研究内容如下:1.系统总体设计。根据系统精度要求,分析确定了工业相机及镜头型号;依据水龙头特点设计了夹具;根据抓取流程设计硬件控制系统。2.系统标定研究。根据相机的成像原理,分析了径向畸变与切向畸变,建立双目相机数学模型,开展了标定实验,得到了相机的内参及外参,完成了工具及工件坐标系的标定。采用eye-to-hand手眼方式,求取了相机与机器人之间的矩阵关系,将视觉系统求取的位姿数据转换到机器人坐标系下。3.图像预处理研究。研究了中值滤波、高斯滤波等算法,去除图像噪声影响,保证识别定位精度。采用Gamma校正的方法对图像增强处理,减小图像预处理及光照变化对图像特征的影响。4.物体三维坐标计算。分析了立体匹配技术方法及约束条件,研究了双目成像模型,阐述了模板匹配的类型。采用基于NCC的灰度值立体匹配技术对双目相机采集的图片进行匹配,依据双目成像模型及系统标定结果计算出三维坐标。5.物体姿态计算。三维坐标仅能对物体定位,但要实现定位抓取还需获取水龙头的偏转角度。根据立体匹配返回的角度差计算了物体的偏转角度,而后将姿态由欧拉角转换到四元素的描述形式,最后将物体的三维坐标及偏转角度写入机器人控制柜实现定位抓取。6.系统软件开发。基于VS2015开发环境,采用C#及halcon,开发了系统软件,包括图像采集模块、双目标定模块、手眼标定模块、通信模块、自动化运行系统等模块。7.系统实验。对不同姿态的水龙头进行抓取,实验结果表明抓取成功率在94.4%左右。采用三轴光学运动平台对视觉定位精度验证,XYZ三方向的定位精度为±0.25mm、0.07mm、±0.2mm。经误差合成理论计算,系统综合定位精度为0.538mm,满足抓取需要。