军事车辆表面经常通过喷涂数码迷彩以达到伪装的目的,然而数码迷彩的喷涂过程复杂,目前仍以人工喷涂为主。人工喷涂存在效率低、质量差、危害工人健康等问题,于是对于自动化喷涂的研究就十分必要。目前,机器人本体已经满足数码迷彩喷涂的需求,而针对数码迷彩喷涂的离线编程轨迹规划和针对数码迷彩临时喷涂系统标定的研究仍然比较少。本文结合国内外相关文献和实验室研究成果,针对数码迷彩喷涂搭建了所需的仿真环境;针对现有轨迹规划在实际应用中存在的问题提出了分段直线圆弧轨迹优化算法;针对仿真系统和实际系统不对应问题提出了基于组合特征点的离线喷涂系统标定方案和算法。具体内容如下:首先,针对喷涂规划过程中必要的一些仿真功能,搭建了所需的仿真环境。搭建了基于OpenGL的显示环境,实现了对数码迷彩喷涂轨迹规划的可视化开发;构建了仿真环境的坐标系系统,为模型的移动和数据的传递与计算提供了基础;实现了机器人的构建和驱动;完成了仿真模型的碰撞检测,一定程度上避免了在实际喷涂过程中可能发生的碰撞危险。其次,针对数码迷彩临时喷涂系统的项目需求,提出了基于组合特征点的离线喷涂系统标定算法。该算法在实际应用时只需要通过外部测量设备获取所需的少数特征点空间位置即可解算物体的位姿,操作简单,鲁棒性强,在大场景标定应用场景中优势明显;为了使仿真模型相对位姿与实际相同,完成了模型的虚拟标定。最后,针对轨迹规划在国产机器人实际应用中在计算量、平稳度及速度等方面存在的问题,提出了分段直线圆弧轨迹优化算法。该算法能够将离散轨迹点进行识别、分类、精简,最终将可以用一条指令执行的若干条指令简化为一条,很好的解决了现有问题;然后提出针对模型局部表面形状对喷枪位姿以及相关喷涂参数进行优化;最后输出机器人指令文件。本文通过仿真数据以及实物的数码迷彩喷涂实验,验证了课题所提出算法的可行性与在实际喷涂中的实用性,为车辆数码迷彩离线编程自动化喷涂的实际应用提供参考。