智能制造和自动化装配成为当今制造业的主流发展方向,传统制造业正在面临着巨大的挑战和变革。因此,本文以典型的间隙配合的轴孔装配为研究对象,基于机器人视觉技术,搭建了机器人视觉轴孔间隙装配实验平台,对轴孔间隙装配中目标特征识别定位和轨迹规划进行探讨研究。本文首先分析机器人视觉轴孔装配的国内外研究现状,根据机器人视觉装配系统的功能需求和性能指标要求,基于Eye-in-hand视觉测量理论,设计装配系统总体方案,完成系统硬件的选型,搭建装配系统的实验平台,并采用张氏标定法和TsaiLenz算法分别完成了相机标定、手眼标定。通过图像预处理完成对目标圆孔和辅助标志的粗提取,采用Canny算子实现了椭圆边缘的检测提取。提出了基于随机取样一致性的直接最小二乘算法,解决了由自然光照不均匀,导致目标图像出现缺损数据存在较大误差的问题,提高了圆孔及辅助标志点的定位精度和系统的鲁棒性。基于Pn P原理,采用DLT法求解出标志点与相机之间的变换矩阵,解决了单目视觉深度不敏感的问题,利用标志点与圆孔端面共面约束求解标志点平面法向量,解决圆孔装配位姿的问题。根据机器人相邻两连杆、关节之间的关系,建立D-H参数表,确立机器人各连杆之间的转换关系。然后建立ROS中仿真模型,并重点对比分析RRT、RRT*、RRTConnect三种轨迹规划算法,确定以RRT-Connect算法为轨迹规划算法对装配机器人在笛卡尔空间的轨迹规划进行研究,实现了空间姿态插补、笛卡尔空间中直线轨迹、圆弧轨迹的构建和实例仿真。最后,本文分析了装配系统的软件需求,设计软件总体架构,完成数据通信的设计与开发。通过搭建的实验平台,进行系统重复定位精度与视觉定位误差的验证。实验结果表明,本文设计的基于机器人视觉的轴孔间隙装配系统定位精度高、结果准确,符合装配配合精度要求。