视觉测量以其精确、快速的特点,已经广泛用于汽车制造、航空工业等领域。由于传感器拍摄范围的限制,在实际检测任务中,通常需要改变测量设备与被测物体之间的相对位置关系进行多次测量来获得被测目标的完整数据。目前视觉测量系统大多依靠手动改变传感器位置,这种方式显然速度慢,而且多次测量得到的数据之间会有较多冗余,因此效率较低。随着机器人技术的发展,开始出现了以工业机器人作为运动执行机构的测量系统,为满足该系统工作的要求,需要事先对传感器(视点)位置、路径、机器人运动轨迹等进行规划、仿真和优化。本文以工业机器人和双目立体视觉测量设备组成的测量单元为对象,在深入研究传感器位置规划和路径规划原理的基础上,实现了半自动和交互式的测量规划与仿真,主要内容可以概括为:1.研究了机器人手眼标定原理和求解手眼矩阵的Shiu方法,设计实验获得手眼矩阵。2.研究了机器人双目立体视觉测量系统中单次可测量区域的确定方法,首先根据相机成像约束确定了双目立体视觉测量系统的可视区域,然后根据机器人的工作原理确定其工作空间,两者的结合得到整个系统的可测量区域。3.在传感器视点规划中,提出了一种模型分块与可达性锥搜索的视点自动布置方法,并给出了基于机器人转角限制、拍摄率、重合度等参数约束下的视点位姿选取策略;采用遗传算法对得到的视点集合进行无障碍最优路径规划。4.研究了机器人运动轨迹仿真方法,采用三次多项式插值法对机器人进行了关节轨迹插值,并用Open GL图形库进行动画仿真。5.开发了机器人双目立体视觉测量规划仿真软件系统,该系统具有较好的用户交互性和动画仿真能力,可以对复杂零件的测量视点、测量路径进行离线规划,达到优化测量过程、提高测量效率的目的。通过对车门零件的实际测量实验,验证了系统规划的测量效果和仿真效果。