随着电子消费的广泛普及,以高精度电子产品生产为代表的自动化装配技术得到了快速发展,传统的协同式机械臂受限于其重复定位和运动控制精度,想要达到精度要求往往成本高昂,面临着更换设备的代价。本文结合光学双目定位和六轴机械臂运动控制原理,设计并搭建了双目立体定位实验系统,并为该系统设计了一套完整的双目定位算法,包含了标定、坐标系校正、图像预处理和特征立体匹配等一系列流程。算法基于HALCON机器视觉软件,达到了定位精度小于10μm,测量时间在0.5s内的性能要求。本文选定平行双目立体定位和自由双目立体定位作为本文的视觉定位方案。根据双目系统的基本结构和课题实验精度要求,从测量参数和稳定性的目标出发,完成双目定位系统中相机、镜头、光源、标定板等各个设备的对比和选型,同时设计转接件,安装和搭建平行双目和自由双目实验平台。设计了机械臂双目定位的算法,先后完成了左右相机单目标定、双目联合标定、坐标系的校正、定位图像预处理、基于极线几何的约束、左右图像的特征立体匹配最终获得目标的三维信息。设计和完成双目定位系统的可行性和精度验证实验。依托于一套位移精度1μm的Zolix卓立汉光高精度位移平台,分别对平行双目系统和自由双目系统进行验证。通过设计多个位移间隔的测量精度验证试验,在同一预定的评价标准下测得不同基线长度和不同光轴夹角下的双目定位精度。横向比较各定位实验结果,提出最优的实验系统方案和系统参数。设计和完成基于双目立体视觉系统的机械臂定位实验,分别通过最优参数的平行双目定位系统和自由双目定位系统分别对机械臂的运动位置进行定位,并对运动偏差数据进行统计学分析。探究和分析了影响运动过程中机械臂运动准确性的因素并根据机械臂的运动偏差和运动控制步长之间满足的线性关系提出校正建议。