机械手孔轴装配是工业自动化装配中的常见任务，由于视觉传感器可获得丰富的信息及非接触式测量特性，基于视觉的机械手孔轴装配有着广阔的应用前景。基于视觉的机械手孔轴装配伺服分为标定视觉伺服和无标定视觉伺服两大类。对于基于标定的视觉伺服，由于机械手与摄像机手眼关系的标定受到模型误差、测量噪声和系统噪声的影响，往往难以获得精确的标定结果，此外还存在标定误差的累积或者工作环境的变化，因此难以适用于强干扰复杂环境下较高精度的工业应用现场。而基于图像的无标定视觉伺服，直接在图像空间利用特征偏差构建闭环控制器，将摄像机参数和手眼关系直接融入图像雅可比矩阵，通过对图像雅可比矩阵的估计，来完成机械手的视觉伺服控制，但图像雅可比矩阵的估计往往计算较为复杂，实际控制时还需要求解图像雅可比矩阵的逆，存在奇异性问题。因此机械手孔轴装配视觉伺服问题一直是近年来研究的热点与难点。本文从仿人的角度出发，模拟人的感知辨识操作，避免对图像雅可比矩阵的直接估计，进而实现仿人智能机械手孔轴装配无标定视觉伺服控制，主要工作如下：①提出了仿人智能机械手孔轴装配无标定视觉伺服方法。该方法采用双目视觉系统两轴平行布局，保证摄像机坐标系与世界坐标系之间至少有一个轴近似平行，使得机械手末端沿世界坐标系的轴线平移时，摄像机坐标系的某些坐标近似不变；选择位置与姿态近似解耦的点、线作为图像特征；建立了定性定量描述的图像特征映射模型；基于仿人智能图像特征映射模型，提出了机械手孔轴装配无标定视觉伺服控制方法。②设计开发了由基于Open Inventor的三维场景模型模块、基于Orocos的机械手控制模块、基于DirectInput的人机交互控制模块、基于OpenCV的视觉映射模块和基于MFC的图形用户界面模块组成的视觉伺服三维可视化仿真平台，完成了仿人智能机械手孔轴装配无标定视觉伺服仿真实验。③搭建了六轴机械手双目视觉伺服孔轴装配实验平台，并在平台上实现了仿人智能机械手孔轴装配无标定视觉伺服实验。仿真和实验结果表明，本文所提出的方法可以在不标定视觉系统参数和不直接计算图像雅可比矩阵的情况下，完成视觉引导的孔轴装配任务。