机器人智能制造应用技术面临个性化定制程度高、品类多、周期短的新趋势，散乱无序堆放的工件场景亟需智能化分拣方案来处理非结构场景下的工件的准确识别与操作。结合3D视觉与机器人技术，实现3D立体视觉引导机器人散乱堆叠场景下的工件感知、位姿推理、抓取引导，拓展并提升了视觉与机器人深度结合的应用边界。真实场景中，一方面，工件堆叠时存在搭接、遮挡，工件表面的反光、油污，工件形态复杂难以抓取等一系列问题；另一方面，机器人抓取时如何避免碰撞料框，也需要通过设计合适的末端夹具结合对机器人路径规划与抓取姿态的研究而解决。研究3D立体视觉引导无序分拣，可解决无序堆叠场景下，不同工件在三维空间中的点云分割，工件摆放位置与抓取位姿的准确估计，以及机器人抓取顺序空间可达性的规划与优化。探索3D立体视觉对机器人操作引导的深度融合，研究智能感知与引导系统对机器人，可解决非结构化场景下的能力提升，赋予机器人真实环境的“感知能力”和“手眼协同能力”，构筑机器人/协作机器人在工业领域多场景下智能感知决策执行一体化操作的共性技术基础，未来同样可以拓展到服务机器人、特征机器人等诸多领域。