潘海鸿，杜晓枫，杨竑宇，陈旭红，梁旭斌

(广西大学机械工程学院，南宁 530004)

0 引言

在制造业自动化、智慧化的大力发展下，工业机器人在焊接、码垛、搬运中得到广泛的应用[1]。在机器人执行新的生产之前，都需要对机器人进行示教[2]，示教方式通常分为在线示教和离线示教。在线示教由人工引导机器人末端实现示教，示教过程繁琐[3-4]；离线示教需要构建工件和机器人精确的三维模型和两者之间相对位置关系，相对位置出现偏差时会极大地影响机器人的复现精度[5]；这两种示教方式在调试和测试阶段花费大量时间，严重影响工作效率。

为提高机器人的示教效率，科研工作者开展了许多对示教工具的研发工作。Zhang X等[6]使用人手作为示教工具，通过双目视觉识别手的位置，实现机器人的手部运动跟踪，但是该方法无法识别手的方向，因此无法实现姿态的示教。为解决姿态角的示教问题，应再恩等[7]设计一种贴有标志点的示教工具，通过示教跟踪实现任意轨迹的示教。倪自强等[8]通过双目视觉系统识别和提取特定的示教工具末端位姿实现示教。这两种示教工具的姿态信息需要通过特征点解算，且特征点的识别易受环境光影响。Lin H等[9]设计一种使用发光Mark点(主体结构为三个发光点)的示教笔作为示教工具，通过双目示教识别发光Mark点信息，将示教笔的笔尖位姿信息转换成机器人的位姿信息实现示教，降低环境光对发光Mark点的影响。

为解决现有示教工具姿态角需要解算的问题和降低环境光对特征点的影响，本文设计基于双目视觉系统的具有姿态传感器和发光点的手持示教器。……