双目立体视觉技术是机器人视觉领域的一个重要课题。它的目的在于重构场景的三维几何信息。主要包括图像采集、图像预处理和特征提取、摄像机标定、立体匹配以及三维重建。本文重点对双目立体视觉的基本理论、方法和相关技术进行了系统研究;并在此基础上,建立了固定目标的立体视觉定位任务的实验平台—MOTOMAN-SV3XL型工业机器人视觉伺服系统。具体工作包括以下几个方面:1、根据本文的研究目的和实际具有的设备环境,应用两个数字摄像机、MOTOMAN-SV3XL机器人、计算机等搭建了双目立体视觉系统,完成了三维空间定位任务。2、利用Harris算子提取图像角点。为摄像机标定以及立体匹配提供图像特征点的像素坐标数据。3、摄像机标定方面,在利用Harris算子提取角点的基础上,以立体标定块为参照物,利用最小二乘法求解左右摄像机的投影矩阵,并利用投影矩阵求解外参数。本文还对基本矩阵的求解方法进行了研究,具体对归一化八点算法进行了仿真,在求得基本矩阵后可以通过求解Kruppa方程来求得摄像机内外参数;也可以用基本矩阵为立体匹配增加极线约束。4、立体匹配方面,首先利用灰度互相关系数法求取左右两幅图像的匹配点集,然后针对可能出现的误匹配问题,依次加入了各种约束,包括:对称性约束、视差梯度约束和极线约束。实验结果基本上可以完全消除误匹配。5、三维重建是双目立体视觉的最终目的,本文主要针对空间点的重建问题进行了研究,利用左右两幅图像的匹配点以及所求得的投影矩阵,对目标点进行三维空间坐标重建。6、利用面向对象设计与实现技术,选择C++语言与VC++开发环境,开发了图像采集、图像目标提取、角点检测、摄像机标定、三维重建以及机器人控制软件,完成了MOTOMAN机器人立体定位系统。