随着机器人技术的进步和社会生活水平的提高,服务机器人已经进入人们的生活,为人类提供各种各样的服务工作成为社会发展的重要方向之一。因此与服务机器人相关的传感技术、控制算法等也随之快速发展。为了实现机械臂的智能化,本文将视觉信息引入机器人控制系统中,并针对基于视觉反馈的抓取、机械臂的操作系统和控制算法等问题。设计了基于双目视觉的机械臂平行控制系统,其目的是帮助提高机械臂控制性能和智能化程度,并保证机械臂与人的协作的安全性。主要完成的工作如下:(1)首先搭建了基于双目视觉的机械臂平行控制系统中的实际系统,对视觉系统进行详细介绍,其中采用颜色分割方法和霍夫变换对目标物体进行识别与定位。其次,通过分析D-H参数对机械臂正逆运动学进行求解与仿真,最后,设计基于视觉的机械臂抓取实验,实验结果验证了实际系统的可行性。(2)针对平行控制系统中的实际系统,建立了基于机器人操作系统ROS(Robot Operating System)的虚拟系统。对实际系统中的机械臂和实验环境进行数据建模,并详细分析了实际机器人的物理特性和运动特性,搭建了满足机械臂实验场景需求的三维环境,并设计了机械臂抓取实验,对虚拟系统中的模型及各项服务进行了验证。(3)为了使虚拟系统与实际系统建立通信,开发了机械臂平行控制通信系统。采用Matlab和ROS联合仿真实现不同系统之间通信,达到了机械臂平行控制系统中的通信要求。使用混合平行执行方法将虚拟系统由被动地位提高到平等地位,实现虚拟系统在整个系统中的控制作用。(4)平行控制系统实验测试与分析。通过介绍了通信原理并设计了简单的测试实验,验证了通信系统的可行性。然后使用本文搭建的基于双目视觉的机械臂平行控制系统进行抓取实验,验证了虚实平行系统可以控制机械臂准确稳定的抓取物体,并证明了位姿计算算法可以提高机械臂的控制精度和稳定性。