随着工业产业技术的进一步升级,单一的工业机器人已经难以满足多样化柔性生产的需要,配合多种传感器,实现多传感器数据融合处理的复合机器人系统日益成为产业主流。其中,结合机器视觉和工业机器人搭建的视觉伺服系统能够实现机器自主引导,具有广阔的应用前景。本文以常见的工业机器人抓取应用作为切入点,对视觉抓取系统及其存在的图像时延问题进行研究,完成了以下几个方面的工作:(1)通过分析机器人双目视觉抓取系统的抓取过程,将系统工作区间划分为识别区和抓取区,完成相应理论的调研学习。(2)针对在识别区内双目视觉抓取系统的具体任务,设计相应的感知算法,为后续机器人控制提供初始运行数据。采用Hu不变矩和长轴角度识别长方形、正方形和三角形三种不同形状的物体及其姿态;采用三角测量原理实时获取物体与末端执行器之间距离;采用自主设计的混合跟踪算法实现物体跟踪测速。(3)设计编写双目视觉抓取系统的PDD控制算法,控制直角坐标系机器人在抓取区完成物体抓取放置动作。针对视觉抓取系统存在的图像传输和处理时延问题,提出一种含有BP神经网络时延补偿器的控制算法。(4)设计并搭建直角坐标系机器人双目视觉抓取系统,完成相应硬件选型和上位交互系统编写,对设计的感知算法和控制算法进行实物验证实验及仿真验证实验,取得较好的实验效果。