微装配机器人是对微小尺度零件进行装配的机器人,在微观领域有广泛的应用前景。本文建立了微装配机器人系统平台,由三台机械手协调控制和两种不同类型的微夹持器具体操作,双光路显微镜提供视觉图像信号,通过无标定视觉伺服方法,由图像信号中提取的特征量控制机器人运动。对机械手末端夹持器和零件进行目标识别时,本文采用了基于轮廓的图像识别和ORB特征点匹配两种方法。基于轮廓的识别方法应用于对目标进行初始定位和移动时的定位,首先对图像进行灰度化、滤波、边缘检测、形态学处理和轮廓检测,求出轮廓外接正矩形,然后根据轮廓和外接正矩形的面积以及顶点坐标信息进行识别。在对操作对象靶腔及其凹槽进行精确定位时,采用特征点匹配算法,在比较了ORB、SIFT和SURF三种常用的算法的原理和性能的基础上,本文选择了速度最快的ORB算法。实验证明本文采用的基于轮廓的图像识别和ORB特征点匹配算法均满足实时性和准确性要求。在用无标定视觉伺服对微装配系统进行控制时,本文建立双闭环回路控制结构。控制系统采用Kalman滤波的方法求解图像雅克比矩阵,实现矩阵的实时辨识。通过机械手轨迹跟踪试验实验,验证了本文算法的有效性。