针对工业机器人精确对准问题, 提出了一种基于单目视觉的工业机器人对准技术。该技术把工业机器人与单目视觉测量技术相结合, 根据特制的手眼标定板, 快速建立单目视觉测量系统与机器人上对准轴之间的手眼关系和对准的基准位姿; 在对准环节, 通过单目视觉系统获取工件目标的姿态, 然后根据已有的手眼关系和基准位姿, 求解在机器人基坐标系下机器人末端的对准轴的位置调整量, 迭代调整机器人末端位姿, 从而实现了机械人末端的对准轴与工件目标的精确对准。实验结果表明：在测量距离约是150 mm处, 对准平均精度优于0.2°。

为实现工业机器人对目标对象的三维定位，提出了一种线结构光视觉引导的新型工业机器人定位系统。以工业相机、激光器和振镜组成的线结构光自扫描测量装置作为视觉传感器，借助振镜转动实现激光平面对目标对象的扫描，获取目标对象在相机坐标系下的三维位姿。为了将目标对象的三维位姿从相机坐标系转换至机器人工具坐标系，提出了机器人手眼关系与工具坐标系联合标定的方法，最终实现了工业机器人对随机位姿目标对象的三维定位。实验结果表明，系统具有较高的定位精度，其灵活性和稳定性满足工业现场的应用要求。

工业机器人末端执行器位置参数（TCP）是机器人离线编程及机器人末端工具误差校正的基础，研究快速、准确的TCP校准方法对保证工业现场环境下机器人系统顺利正常工作至关重要。以双目视觉测量为基础，结合空间坐标变换理论与机器人运动学，提出了一种应用于工业制造现场的机器人TCP参数快速自动校准方法。此方法具有非接触测量、校准速度快、精度高等优点，减少了传统接触式TCP校准过程中误差因素，并且克服了其标定速度慢，标定精度不足等缺点。结合ABB工业机器人对该方法进行验证实验，实验结果表明：对于直径为10 mm的末端工具，提出方法校准精度相对于传统接触式标定有很大的提高，可以满足工业现场高精度的、快速的TCP校准要求。

采用双目摄像机结合结构光组成主动视觉测量系统, 并与机器人耦合, 构建了一种具有视觉功能的智能激光加工机器人, 能够感知各种复杂曲面轮廓, 重建三维形貌。系统由六自由度机器人、双目摄像机和结构光发射器组成。机器人带动双目摄像机和结构光发射器运动, 既实现多视角测量, 消除测量中的“死角”, 重建工件的完整三维形貌, 又将测量到的点云数据转换到机器人坐标系。阐述了测量原理和数学模型, 进行了单摄像机内外参数的标定, 双目摄像机相对关系的标定, 双目摄像机与机器人之间的手眼关系标定, 得到摄像机内参数矩阵, 手眼关系矩阵, 机器人与世界坐标系关系矩阵。对双目图像进行大步距图像分割, 提取目标区域, 平滑降低图像噪声, 重心法提取亚像素级结构光条纹中心, 根据极线约束进行左右条纹配准, 三维算法得到空间点坐标, 可方便地转换到世界坐标系, 实现全局坐标的统一。