伺服視覺定位是一種融合機(jī)器視覺技術(shù)與伺服驅(qū)動技術(shù)的高精度定位方案，通過視覺系統(tǒng) “感知環(huán)境、識別目標(biāo)”，實(shí)時引導(dǎo)伺服系統(tǒng)（電機(jī)、驅(qū)動器）完成 “精準(zhǔn)運(yùn)動控制”，本質(zhì)是實(shí)現(xiàn) “視覺感知→數(shù)據(jù)處理→運(yùn)動執(zhí)行” 的閉環(huán)控制。
伺服視覺定位的本質(zhì)是 **“視覺引導(dǎo)的伺服閉環(huán)控制”**，區(qū)別于傳統(tǒng)伺服僅依賴編碼器的 “位置閉環(huán)”，其新增了 “視覺感知閉環(huán)”，通過雙重反饋實(shí)現(xiàn)更高精度的定位。具體流程可拆解為 4 個關(guān)鍵步驟，形成完整的控制循環(huán)：
1. 圖像采集：視覺系統(tǒng) “捕獲目標(biāo)信息”
硬件作用：通過工業(yè)相機(jī)（面陣 / 線陣相機(jī)）、鏡頭、光源組成的視覺單元，拍攝目標(biāo)物體或定位基準(zhǔn)（如工件上的定位孔、二維碼、特征輪廓）；
關(guān)鍵細(xì)節(jié)：
光源需匹配目標(biāo)特征（如金屬工件用環(huán)形光源消除反光，透明工件用背光源突出輪廓），確保圖像清晰、特征可識別；
相機(jī)分辨率與幀率需適配場景（如靜態(tài)定位選高分辨率相機(jī)，動態(tài)定位需高幀率相機(jī)，避免運(yùn)動模糊）。
2. 圖像處理與特征提取：“分析數(shù)據(jù)，計(jì)算偏差”
核心任務(wù)：視覺軟件（如 Halcon、VisionPro）對采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理（去噪、增強(qiáng)、二值化），再通過算法提取目標(biāo)的 “定位特征”（如中心點(diǎn)坐標(biāo)、輪廓尺寸、角度偏移）；
偏差計(jì)算：將提取的 “實(shí)際特征位置” 與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的 “理論目標(biāo)位置” 進(jìn)行對比，計(jì)算出 X 軸、Y 軸的平移偏差（ΔX、ΔY）及旋轉(zhuǎn)偏差（Δθ，繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)角度），生成 “定位偏差數(shù)據(jù)”（如 “X 方向偏移 0.1mm，Y 方向偏移 - 0.05mm，旋轉(zhuǎn)偏移 1.2°”）。
3. 數(shù)據(jù)通信與指令下發(fā)：“傳遞指令，引導(dǎo)運(yùn)動”
通信鏈路：視覺系統(tǒng)通過工業(yè)總線（如 EtherCAT、Profinet、Modbus）將 “定位偏差數(shù)據(jù)” 實(shí)時傳輸給伺服控制器（或 PLC）；
指令轉(zhuǎn)換：伺服控制器將 “偏差數(shù)據(jù)” 轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的 “運(yùn)動控制指令”（如位置指令、速度指令），明確電機(jī)需要 “移動的距離”“旋轉(zhuǎn)的角度” 及 “運(yùn)動速度 / 加速度”（需匹配伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度，避免指令滯后）。
4. 伺服執(zhí)行與位置修正：“精準(zhǔn)運(yùn)動，閉環(huán)反饋”
運(yùn)動執(zhí)行：伺服驅(qū)動器接收控制器指令，驅(qū)動伺服電機(jī)（如永磁同步伺服電機(jī)）帶動負(fù)載（如機(jī)械臂、傳送帶、工作臺）運(yùn)動，修正位置偏差；
雙重閉環(huán)：
伺服系統(tǒng)自身通過編碼器（如增量式編碼器、絕對值編碼器）實(shí)現(xiàn) “位置閉環(huán)”，實(shí)時反饋電機(jī)實(shí)際位置，確保電機(jī)按指令運(yùn)動；
視覺系統(tǒng)可二次采集圖像（“復(fù)檢”），驗(yàn)證定位結(jié)果是否達(dá)標(biāo)：若仍有偏差，重復(fù) “偏差計(jì)算→指令下發(fā)→執(zhí)行修正” 流程，直至定位精度滿足要求（如偏差≤0.01mm）。