1.目的：毕业设计是大学期间最后一个学习任务，是对四年所学知识的整体考核综合运用，也是对大学期间学习的不足的弥补，对知识体系的整理和完善，为今后的学习和工作打下坚实的基础。在老师的指导之下，我选择了基于视觉伺服的目标追踪系统作为我的毕业设计论文题目，通过完成此次毕业设计可以达到以下几个目的：

（1）对大学期间所学的机械设计、控制工程、测试技术、电路设计等专业知识进行综合运用；

（2）综合学习图像处理算法及嵌入式开发相关知识与方法；

（3）综合运用图像处理算法和嵌入式开发平台解决实际问题，为以后从事相关领域的工作打下基础。

2. 意义：随着各应用领域对机器人控制系统要求不断提高，要求机器人具有很强的环境适应能力，针对不同操作任务具有智能决策的能力，人们开始研究具有视觉感知的机器人。机器人的视觉系统通过图像处理（此时机器人和摄像机都是静止的），得到目标位姿，计算出机器人运动的控制量与接近期望的目标位姿。机器视觉具有信息量大，处理精度高，处理结果易于控制等特点，将机器视觉技术加入到工业机器人系统中，对于提高工业生产柔性与自动化程度、扩大机器人的应用领域具有重要意义。目前机器人视觉已经有很多成功的应用，包括机器人焊接、搬运、装配、拾料、轨迹跟踪等等。但是，在该研究领域仍然有许多尚未解决的问题，比如如何在大量的图像信息中快速获取目标的特征；如何提高视觉伺服系统的稳定性、实际运行时的实时性，正因为如此，视觉伺服理论的研究可以推动高速图像处理、视觉算法设计、机器人实时控制的发展，具有高度的理论和实际意义。

3. 国内外研究现状：在1973年，有人将视觉系统引入机器人控制系统，由于视觉系统提供反馈控制信息而把这一过程称作视觉反馈(visual feedback)；直到1979年，hill和park提出“视觉伺服”(visual servo)概念；视觉伺服 则是包括了从视觉信号处理，到机器人控制的全过程，所以视觉伺服比视觉反馈能更全面地反映机器人视觉和控制的有关研究内容。进入90年代后，由于计算机技术的发展，视觉伺服系统的发展明显加快。近来，机器人视觉伺服在理论和应用领域吸引了大批学者，很多学术会议专门为机器人视觉伺服设置专题，发展为跨机器人，计算机控制，图像处理等综合性的一门独立技术。其在空间物体捕获、运动目标抓取与跟踪、产品分拣、零部件装配等方面有了迅速发展。

我国针对该项技术的研究起步较晚，近年来，国内工业机器人的应用水平逐步提高，应用领域也不断扩大，因此国内的一些高校和科研院所相继开展了机器人视觉伺服理论的研究并取得了一系列的研究成果，但是都还处于实验室研究阶段，距离应用到工业实际场合中还不满足条件。即使如此，到目前相关研究已经形成一定的规模并在工业上有了一定的应用。

2. 研究的基本内容与方案

1.研究的基本内容：

（1）设计一套目标跟踪系统，通过激光光斑进行追踪，追踪对象为移动的目标；

（2）进行硬件选型和摄像机的标定，设计一种激光光斑视觉提取算法和合适的目标追踪算法；