随着机器人技术的变革,无人工厂已然成为未来工厂的发展趋势,工厂自动化程度越高就意味着工业生产环境更为复杂,而集成视觉的机器人控制系统可适应日益复杂的工业生产环境,是未来机器人技术的发展趋势。本文充分发挥Windows实时拓展套件KRTS(Kithara Real time Suite)优势,将视觉控制器与机器人运动控制集成在同一个平台上,该平台可以运行在普通PC上并且与伺服,工业相机之间通过以太网进行数据传输。该平台利用PC强大的计算性能减少图像处理时间,并且视觉系统与运动控制系统可直接进行数据交互无需采用专用通信协议。该平台简化系统结构,合理应用系统资源,降低了生产成本。基于该平台,开发了实时视觉引导的机器人跟踪系统,该系统软件实现采用模块化编程思想,视觉处理系统和运动控制系统相互独立,但均在同一个Visual Studio解决方案下,维护方便且利于后续开发。本文建立了 SCARA机械手运动学模型,机器人轨迹规划模型和视觉跟踪模型,并且根据三种模型提出相应的数学算法,最后进行仿真和验证。本文对图像跟踪算法进行分析比较,针对本文的应用场景,对图像特征进行分析提取后应用GMM模型对笔尖进行识别跟踪,并且实时计算出每个图像处理周期笔尖的位置,速度,加速度。为使机器人平滑无振动的写字,提出一种根据位置,速度,加速度加减速算法,最后对该加减速算法进行了仿真和验证。最后,本文设计相关实验验证了机器人跟踪系统的准确性和稳定性,此外还搭建了视觉系统实时性测试平台,对实时视觉处理抖动进行测试,以此来验证视觉系统的实时性能。