10、物理交互：引入视觉感知

物理交互：引入视觉感知

1. 简介

在机器人物理交互任务中，此前可能更多依赖力反馈来执行任务。然而，引入视觉传感器能带来诸多优势。计算机视觉为感知环境提供了强大的手段，还可能减少或避免对环境进行结构化处理的需求。

视觉传感器和力传感器提供的信息互补且差异明显。视觉传感器可以提供环境中物体位置和方向的丰富信息，而力传感器能在机器人执行约束运动时，提供局部信息以最终校正机器人末端执行器的三维轨迹。在物理交互任务的不同阶段，二者各有其用：在接触前后，视觉有助于在部分未知和/或动态环境中实现零件的精确对齐；在接触过程中，力反馈则使机器人能够实现柔顺运动。

许多研究人员已经对视觉 - 力控制技术展开研究，旨在充分发挥这两种传感器的优势。下面将先回顾现有的基于视觉的控制方法，特别关注物体姿态估计策略。此外，还会介绍一种适用于大型物体的主动姿态估计新方法，这种方法在服务机器人领域尤为有用，因为机器人经常需要操作门、橱柜等大型固定物体的某些部分。之后会回顾视觉 - 力控制方法，并提出一种新的控制方法——外部混合视觉 - 力控制。最后，会探讨如何将这些视觉 - 力控制技术应用于物理交互框架中。

2. 机械手的视觉控制

为了减少或避免对环境进行结构化处理，近年来，利用视觉观测来控制机器人运动的研究十分广泛。基于视觉的方法典型应用包括视觉伺服，即通过外部相机或安装在末端执行器上的相机，使机器人相对于物体进行定位。

2.1 视觉伺服方法分类

视觉伺服方法有多种分类方式：
- 按控制方式分类 ：
- 动态看 - 动方式 ：存