火箭、飞机、导弹、船舶等大型设备由于尺寸巨大,很难实现一次性制造装配任务,多釆用“部装-总装”的生产模式。在部装过程中,完成大型设备各零部件以及组件的生产和初步组装;在总装过程中,完成各舱段之间的对接装配。对接过程中各舱段的位姿检测一直是备受关注的难题,高精度的位姿检测方法可以保证舱段对接装配的质量。本文针对舱段对接装配过程中的位姿检测问题,提出了一种基于机器双目视觉的实时检测方法,并设计了视觉位姿检测系统与位姿调整平台进行实验。完成的主要研究工作如下:(1)设计并开发了双目立体视觉舱段位姿检测系统,对双目立体视觉测量系统的精度进行了分析。根据舱段对接精度要求,对双目视觉系统使用的相机和镜头进行了选型并对系统结构进行了设计,基于Windows操作系统和Qt设计了上位机软件,并对两个相机以及双目结构做了参数标定实验。(2)提出了一种基于双目视觉的舱段位姿检测算法。在目标舱段表面粘贴视觉标志点,为舱段提供人工特征。通过双目立体视觉舱段位姿检测系统对标志点进行检测并提取标志点坐标,进而求取标志点位姿矩阵。设计了位姿标定装置,对粘贴的标志点位姿与舱段位姿转换关系进行标定。检测时将标志点位姿矩阵转为目标舱段位姿矩阵,最终对相对位姿矩阵进行求解并进行六自由度解算。(3)设计并开发了六自由度舱段位姿调整平台。该实验平台可以对舱段进行三个平移自由度和三个旋转自由度的位姿调整,并且对该位姿调整平台建立了D-H控制模型。基于Windows操作系统和Qt对六自由度位姿调整平台的上位机软件进行了设计。位姿调整平台采用步进电机进行伺服,使用CANopen网络协议对电机进行控制,运行模式包括位置模式、速度模式以及回零模式等。(4)设计了舱段位姿检测实验并进行了结果分析。对两种视觉标志点进行了检测实验以及结果对比分析。利用六自由度实验平台和模拟舱段对双目视觉舱段位姿检测算法进行了实验验证,并对误差进行了分析。结果表明,使用此视觉检测方法可以实现位置0.06mm和姿态0.07゜的精度。