近年来,辅以视觉传感器的柔性工业机器人在自动化工厂中承担了越来越多的作业任务。视觉传感器通过获取现场环境中操作目标的三维形貌、空间位姿、表面纹理等信息,引导机器人进行如目标抓取、零部件装配、废品剔除等操作。本文依托工程项目“基于机器视觉的码垛机器人白糖包抓取规划”,以提高柔性化的机器人抓取系统的质量和效率为目标,研究了一种基于三维点云的工业机器人抓取定位方法。具体研究内容如下:提出基于含颜色和深度信息点云的视觉传感器标定方法。构建以彩色摄像机、红外发射器和红外摄像机组成的三维视觉传感器,可同步获取被测目标的表面纹理和深度信息。并据此两类信息特点,定义含颜色和深度信息的三维点云数据特征,并提出一种联合外参标定法。提出基于点云颜色和深度信息特征的目标空间位姿计算方法。针对包含颜色和深度信息的被测目标三维点云数据特征,首先采用基于颜色的区域生长法分割平面点云,然后对非平面点云应用随机采样一致性方法检测、并提取圆柱体模型,进而在此基础上计算目标三维位姿。提出改进的搜索随机树方法实现机器人的运动规划。利用机器人手眼标定获得视觉传感器与机器人的变换关系,在MoveIt!软件中基于采样的快速搜索随机树(RRT)方法实现了机器人的运动规划。并以UR5机器人为载体,搭建了实验平台,通过目标抓取定位精度实验验证了上述方法的可行性和有效性。该系统具备良好的可扩展性,可应用于自动化工厂的机器人抓取任务。