冗余度机器人是20世纪80年代末出现、在90年代得到发展的一种先进机器人系统,是一个十分活跃的研究领域,在制造业、航天、深海及其他特殊领域有着广泛的应用。在近几年的发展中,由于各种先进传感器的出现,特别是计算机视觉的高度发展和完善,使得冗余度机器人逐渐成为智能机器人而具有更大的自治性。本文进行了快速图像处理算法及冗余度机械臂避障算法的系统研究,通过Visual C++6.0软件开发工具对两种算法进行了软件编制,实现了算法的融合,完成了系统应用软件的开发,搭建了满足要求的平面3R2P冗余度机器人视觉伺服系统实验平台,并在平台上实现了机器人在完成末端预定轨迹的同时实时有效地躲避随机移动障碍物的任务。首先在考虑有效性和实时性的基础上,设计了图像中值滤波、图像二值化、Sobel算子边缘检测和Hough变换检测圆的图像处理流程,得到了环境中随机移动的障碍物小车的实时位置信息。然后在对冗余度机器人避障算法的研究中,对位置层面和速度层面的避障算法进行了系统的比较分析,并在梯度投影法的基础上提出了新颖的“最短距离”指标和“避障面积”指标的混合指标避障规划方法。通过仿真实验证明了此算法能够有效地增强了机械臂在整个运动过程中的避障性能。最后在理论研究的基础上,设计并搭建了完整的基于视觉的平面3R2P冗余度机器人避障软硬件实验系统,并在此系统上进行了实验,验证了系统的可行性与有效性。