基于图像的移动机器人视觉伺服
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Hale Waihona Puke Baidu
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第８ 卷
第 ５ 期
信 息 与 电 子 工 程
Ｉ ＮＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ Ｃ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｖｏ１ ８． ． Ｎｏ． ５ ０ｃ ．． ０ ０ ｔ ２ １
２１ ０ ０年 １ ０月
文 章 编 号 ： １ ７ － ８ ２２ ０ ０ — ５ ８０ ６ ２２ ９ （０１） ５ ０ ９ ．５
１ 针 孔摄 像 机 极 线几 何 知 识
到 达 理 想 位 置 的 目标 。本 文 提 出 了 Ｉ ＶＳ方 法 使 移 动 机 器 人 到 达 目标 位 置 ， 是 通 过 针 孔 相 机 预 先 获 得 ｌ幅 目标 Ｂ 这
图像 来 实现 的。不 同于 Ｐ Ｖ ，在 Ｉ ＶＳ中 ， 制 目标与 控制法都 是直接 在 图像 特征参数 空间表示Ｌ。１ Ｂ Ｓ Ｂ 控 ７ ｊ 幅图像特 征参 数是 １ 实值量 ，它能够 由 １ 或多个 图像特 征（ 、线 、运 动等） 个 个 点 求得 。因此 ，Ｉ ＶＳ不 需要预 先获得 被观 Ｂ 察场 景 的三维结构 知识 。此 外 ，Ｉ ＶＳ对机器 人模 型的不确定 性和 干扰 比基 于位置 的视觉伺服 的鲁棒性更 强 。 Ｂ
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基 于 图像 的 移 动 机 器 人 视 觉 伺 服
杨少 平 ，孔庆 生 ，陈 雄
（ 旦 大 学 电子 工程 系 ，上 海 ２ ０ ３ ） 复 ０ ４ ３
摘 要 ：为 了更 简 便 地 将 基 于 图像 的 视 觉 伺 服 运 用 于 移 动 机 器 人 ，避 免 采 用 近 似 线 性 输 入 输 出反 馈 控 制 模 型 中近 似 与假 设 的 情 况 ，提 出 了 ３ 种 使 用 极 线 几 何 与 三 角 几 何 相 结 合 的 方 法 ，此 类 方 法 不 需 要 预 先 知道 三 维 场 景 的 结 构 知 识 。 实 验 仿 真 结 果 证 明 了该 方 法 的 有 效 性 。 关 键 词 ：基 于 图像 的视 觉 伺 服 ；移 动机 器 人 ；极 线 几 何
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｎ９ｌ ．３ １ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｉ ｇ — ａ ｅ ｉｕ ｌｓ ｒ ｏ ｎ ｏ ｏ ｉｅｒ ｂ ｔ ｍａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｖ ｓ ａ ｅ ｖ ｉ ｇｆ ｒｍ ｂ ｌ ｏ ｏ ｓ
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觉 技 术 因用 于 控 制 移 动 机 器 人 而 被 广 泛 研 究 。 于 视 觉 的 伺 服 策 略 是 采 用 相 机 所 观 察 的 特 征 来 控 制 机 器 人 移 动 的 基 种 灵 活 有 效 的方 法 。视 觉 伺 服 主 要 分 为 ３种 ：基 于 位 置 的视 觉 伺 Ｊ （ｏｉｏ ． ａｅ ｉ ａ Ｓ ｒｏ Ｂ ） Ｊ ］ Ｐ ｓ ｉｎＢ ｓｄ Ｖｓ ｌ ｅ ，Ｐ ＶＳ¨ 、 ￣ ｔ ｕ ｖ 基 于 图 像 的 视 觉 伺 Ｈ （ ＶＳ［４ 混 合 控 制 视 觉 伺 服 Ｊ 期 的 研 究 主 要 是 基 于 位 置 的 视 觉 伺 服 研 究 ，近 年 来 主 ￣Ｉ Ｂ ）－ 和 ３】 。早
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２ 世纪 ６ ０ ０年代 ，由于机器 人和计 算机技 术 的发展 ，人 们开始 研究具 有视觉 功能的机器 人。在 过去几 年 ，视
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一
要是 Ｉ Ｖ Ｂ Ｓ研 究 。 以往 的 研 究 多 采 用 近 似 线 性 输 入 输 出反 馈 控 制 模 型 【，但 此 模 型 需 要 多处 近 似 处 理 ，为 此 本 文 ４ Ｊ
提 出 了运 用极线几 何与三角 几何相结 合 的方 法 ， 有效 克服 了过 多近似 的情况 ， 更简便地 实现 了机器 人 由初始位 置
Hale Waihona Puke Baidu
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文 章 编 号 ： １ ７ － ８ ２２ ０ ０ — ５ ８０ ６ ２２ ９ （０１） ５ ０ ９ ．５
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到 达 理 想 位 置 的 目标 。本 文 提 出 了 Ｉ ＶＳ方 法 使 移 动 机 器 人 到 达 目标 位 置 ， 是 通 过 针 孔 相 机 预 先 获 得 ｌ幅 目标 Ｂ 这
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基 于 图像 的 移 动 机 器 人 视 觉 伺 服
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