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機器人視覺伺服系統是機器視覺和機器人控制的有機結合，是一個非線性、強耦合的復雜系統，其內容涉及圖象處理、機器人運動學和動力學、控制理論等研究領域。隨著攝像設備性能價格比和計算機信息處理速度的提高，以及有關理論的日益完善，視覺伺服已具備實際應用的技術條件，相關的技術問題也成為當前研究的熱點。

本文對機器人視覺伺服技術進行了綜述，介紹了機器人視覺伺服系統的概念及發展歷程和分類，重點介紹了基于位置的視覺伺服系統和基于圖像的視覺伺服系統。對機器人視覺所涉及的前沿問題做了概括，并指出了目前研究中所存在的問題及今后發展方向。

機器人視覺伺服系統

視覺伺服的定義：

人類對于外部的信息獲取大部分是通過眼睛獲得的，千百年來人類一直夢想著能夠制造出智能機器，這種智能機器首先具有人眼的功能，可以對外部世界進行認識和理解。人腦中有很多組織參與了視覺信息的處理，因而能夠輕易的處理許多視覺問題，可是視覺認知作為一個過程，人類卻知道的很少，從而造成了對智能機器的夢想一直難以實現。隨著照相機技術的發展和計算機技術的出現，具有視覺功能的智能機器開始被人類制造出來，逐步形成了機器視覺學科和產業。所謂機器視覺，美國制造工程師協會(sme society of manufacturing engineers)機器視覺分會和美國機器人工業協會(ria robotic industries association) 的自動化視覺分會給出的定義是：

“機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的傳感器自動地接收和處理一個真實物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置�！�

機器視覺作為與人眼類似的機器仿生系統，從廣義角度凡是通過光學裝置獲取真實物體的信息以及對相關信息的處理與執行都是機器視覺，這就包括了可見視覺以及非可見視覺，甚至包括人類視覺不能直接觀察到的、物體內部信息的獲取與處理等。

機器人視覺發展歷程

上個世紀60年代，由于機器人和計算機技術的發展，人們開始研究具有視覺功能的機器人。但在這些研究中，機器人的視覺與機器人的動作，嚴格上講是開環的。機器人的視覺系統通過圖像處理，得到目標位姿，然后根據目標位姿，計算出機器運動的位姿，在整個過程中，視覺系統一次性地“提供”信息，然后就不參與過程了。在1973年，有人將視覺系統應用于機器人控制系統，在這一時期把這一過程稱作視覺反饋(visual feedback)。直到1979年，hill和park提出了“視覺伺服”(visual servo)概念。很明顯，視覺反饋的含義只是從視覺信息中提取反饋信號，而視覺伺服則是包括了從視覺信號處理，到機器人控制的全過程，所以視覺伺服比視覺反饋能更全面地反映機器人視覺和控制的有關研究內容。

上個世紀80年以來，隨著計算機技術和攝像設備的發展，機器人視覺伺服系統的技術問題吸引了眾多研究人員的注意。在過去的幾年里，機器人視覺伺服無論是在理論上還是在應用方面都取得了很大進展。在許多學術會議上，視覺伺服技術經常列為會議的一個專題。視覺伺服已逐漸發展為跨機器人、自動控制和圖像處理等技術領域的一門獨立技術。

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