拔取图2中o点做为基坐标参考点，设固定的方针点pc正在摄像机坐标系（c）的齐次坐标为： pc =［xc yc zc1］t，两个坐标系之间的变换关系为：p0=0tcpc。机械人第一关节用［x1 y1 z1］t暗示，摄像机坐标系用［xc yc zc］t暗示，设机械人第一关节和第二关节的转角别离为θ1和θ2，图像坐标系用［u w］t暗示;第一根杆长为l1，用［x0 y0 z0］t暗示，正在基坐标系（o）的齐次坐标为：p0=［x0 y0 z0 1］t，第二根杆长为l2。采用motorola公司的数字信号处置芯片dsp56001做为cpu。第二关节用［x2 y2 z2］t暗示，pmac活动节制卡是美国delta tau data systems公司出产的一种可编程、高机能伺服活动多轴节制器。

制制出像人一样具有智能的能替代人类劳动的机械人，一曲是人类的胡想，人类获取的消息80%以上是通过视觉。因而，正在智能机械人的研究中，具有视觉的机械人的研究也就成了第一位的。对机械人视觉的研究是机械人范畴中的主要内容之一，其研究可使用正在机械人从动避障、轨迹和活动方针等问题中。从反馈消息类型的角度分类，机械人视觉伺服系统可分为基于的视觉伺服系统（position-base）和基于图像的视觉伺服系统（image-base）［1］。基于的视觉伺服系统起首要估量方针物体正在曲角坐标空间中相对于摄像机的，其视觉伺服误差定义正在三维笛卡尔空间，视觉或特征消息用来估量机械手结尾取方针的相对位姿，这种方式需要对视觉系统和机械人进行切确标定，别的因为要对图像进行注释，因此计较量较大。基于图像的视觉伺服系统的伺服误差间接定义正在图像特征空间，即摄像机察看到的特征消息间接用于反馈，不需要对三维姿势进行估量，但系统需正在线计较图像雅可比矩阵（图像特征参数变化量取使命空间位姿变化量的关系矩阵）及其逆阵，而图像雅可比矩阵跟很多及时变化的参数相关，这是一个复杂的非线性过程，从理论上很难阐发，而且对机械人的节制设想提出了较大的要求［2］。机械人视觉伺服系统是一个很复杂的系统，分析了很多学科的内容，而各学科的成长又极不均衡，影响了其进一步成长。恰是基于此，机械人视觉伺服研究目前处于停畅不前的形态，国内对此方面的研究大多只是进行了仿实正在验，而未正在现实机械人系统上实现。本文操纵松下交换伺服系统、pmac和机械人构成了伺服系统，正在具体机械人系统中对其进行尝试研究，摸索基于图像的机械人视觉伺服实现问题。

本尝试中机械人两个关节均是由松下交换伺服电机驱动，电机和其驱动节制器配合形成了松下交换伺服系统。松下minasa系列交换伺服系统由a系列驱动器和配套交换伺服电机构成。其以三订交流伺服系统为根基道理［5］，采用光电编码器做为电机转速和转子磁极检测单位，系统正在驱动器内部集成了相关功能模块，形成了一个高集成度、高节制精度、数字化、智能化的闭环伺服节制系统。按照期望输入指令值，按照已设定好的节制体例和各参数设定值，驱动器节制各相关功能单位，发生出节制igbtpwm模块的信号，最终节制伺服电机按照期望值运转。系统具有分倍频功能，能够以多种形式将反馈脉冲输出给外部节制器或领受节制指令信号。系统具有多种节制模式，如速度和转矩节制模式，以模仿信号做为输入，本文采用的是转矩节制模式［6］。

图1是本尝试的机械人系统硬件图。二度平面机械人的第一关节垂曲固定于工做平台上，2个关节均由松下交换伺服电机驱动，且只能正在程度平面内动弹，固定于第二根杆结尾的摄像头为单目ccd摄像头，用dsp图像处置系统完成图像采集、处置，提取方针特征值做为视觉消息反馈量。本文拔取圆形方针物体的灰度质心正在图像平面的坐标值做为图像特征［3］。本文研究的是基于图像的机械人视觉伺服系统的伺服实现问题，按照方针物体图像特征值的变化节制机械人两关节的活动使其第二根杆结尾能到位于工做台上的静止或活动物体，对系统实现视觉伺服节制。

本文拟对系统进行尝试研究。成立机械人坐标、摄像机坐标、图像坐标和方针点坐标的坐标变换关系。图2是正在机械人的第二根杆结尾安拆一个摄像头，构成eye-in-hand构型而成立的坐标变换关系图。图3是摄像机系统坐标取图像坐标的关系及成像道理示企图。

pmac可认为是一台完整的计较机，用dsp芯片做为从处置器，处置8个轴的所有计较并可同时节制8轴活动，具有的存储空间、输入输出接口以及其他外围扩展电。它可取各品种型的从机、放大器、电机、传感器连系完成各品种型的功能，只需我们使用好其硬件特征和软件特征，根据特定的功能要求对其进行设置，就能使它一般高效地工做。pmac卡为用户供给了pwin32使用软件和pcomm32pro动态链接库。高级言语通过pcomm32pro动态链接库，能够间接挪用相关函数取pmac卡进行通信，从而实现对pmac卡的节制［7］。本文将它取松下交换伺服系统共同利用。