Visual Servo Control Part I: Basic Approaches

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本文介绍了视觉伺服控制的基本方法，特别是图像基视觉伺服（IBVS）的几何解释。通过图像点的位置误差，控制策略旨在实现误差的指数衰减。在IBVS中，相机的运动包括沿光轴的前后移动和绕光轴的旋转。当目标位置改变时，相机的优化轨迹和实际运动方向随之调整，以达到目标。

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Chaumette F, Hutchinson S. Visual Servo Control, Part I: Basic Approaches[J]. IEEE Robotics & Automation Magazine, 2006, 13(4):82-90.

 

IBVS的几何解释

如上图所示，蓝色4个点是初始位置，红色4个点是目标位置

在控制方案中使用L_e^+，这控制方案试图确保误差e的指数下降。这意味着当误差是由图像点x和y坐标组成误差时，点的优化轨迹是从初始位置到目标位置的直线，如图中绿色箭头所示。

这时候相机的运动除了绕光轴旋转以外，还有沿着光轴往回运动的分量（要运动到粉色点所在位置，由于粉色4个点所在的圆的半径比原来的要小，这要求相机沿着垂直纸面的方向（光轴）向外运动，这个半径是由大变小后再由小变大，因此相机有沿着光轴先向外运动再向内运动的分量）。

当目标位置和当前位置成绕光轴\pi角度时，点的优化轨迹就是沿着半径的方向，这时候相机运动就没有了绕光轴旋转的成分，只有沿着光轴前进后退。

 

而在控制方案中使用

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