1、視覺伺服作為機器人控制技術已經(jīng)被廣泛地接受了。第一個視覺伺服系統(tǒng)可以追溯到20世紀70年代后期和80年代早期，隨著圖像處理技術及相關硬件的快速發(fā)展，從90年代中期到現(xiàn)在，在這個方向上的研究論文不斷增多。由于視覺伺服所涉及到的領域比較多，所以對它的研究是一個富有挑戰(zhàn)性的課題。這篇論文主要對視覺伺服系統(tǒng)的分類、建模，控制器設計等內(nèi)容進行了較為詳細的研究。 隨著國內(nèi)外學者對機器人視覺伺服系統(tǒng)研究的深入，人們按照不同的標準對視覺伺服系統(tǒng)

2、的分類是多種多樣的，不同結構的系統(tǒng)有各自的特點及優(yōu)缺點。文章參考大量文獻歸納出當前視覺伺服系統(tǒng)的各種分類以及它們的特點，弄清楚不同種類系統(tǒng)的特點，這對于后面對系統(tǒng)做進一步的研究是非常重要的。 視覺系統(tǒng)可以將三維空間的物體特征映射到二維圖像平面上，再利用所獲得的圖像信息來控制機器人，這就需要建立圖像特征向量變化與機器人空間位姿變化的一種關系，即圖像雅可比矩陣的建立。本研究針對當前主要的基于圖像、基于位置和2<'1/2> D的三種控

3、制結構，采用任務函數(shù)法，先進行任務變量的選擇，再詳細地推導出任務雅可比矩陣。在清楚圖像信息與空間位姿的關系之后，進行兩種控制器的設計。 攝像機標定是從二維圖像提取三維空間信息必不可少的步驟，給攝像機精確定標是個比較復雜的過程，各國學者采用很多方法來避開這一過程，多數(shù)都是采用在線估計的辦法來確定未知參數(shù)。在本研究中針對eye-in-hand攝像機與機器人結構，對PUMA560六自由度機器人設計了一個自適應控制器，能夠在線估計任務雅

4、可比矩陣和攝像機相對機器人末端的變換矩陣中的未知參數(shù)，并進行了穩(wěn)定性分析。從仿真結果可以看出，這種控制方法在避開攝像機標定的同時，能夠使機器人末端從初始位姿運動到期望位姿。 極線幾何討論的是兩個攝像機圖像平面的關系，本研究將極線幾何的理論應用到視覺伺服控制中，找到當前攝像機位姿所獲得的圖像與期望圖像的關系，然后利用這樣一個關系控制機器人。從仿真結果來看，這種控制方法能夠使圖像上特征向量的誤差收斂到零，機器人能夠到達期望的位姿上。