机器视觉作为当今最为活跃而又富有挑战意义的研究领域,其研究内容和应用领域相当广泛。运动目标的搜索与跟踪是这一领域中非常活跃的一个课题,而且有着非常广泛的应用。本文对基于颜色信息的目标搜索及单应性矩阵的视觉伺服控制技术进行了研究,在深入研究摄像机的标定方法以及运动目标的搜索的基础上,设计了一种基于单应性矩阵的自适应视觉伺服跟踪控制器。立体视觉中,首先必须解决的是三维物点与二维像点的对应关系问题。因此,摄像机标定是机器视觉实现的前提和基本问题。线性模型是最简单的摄像机模型,论文基于线性模型的原理,进行了单摄像机内外参数的标定实验,搭建了一个视觉测量系统。在实际应用中,准确快速地完成运动目标搜索是解决问题的关键。针对运动场景分析的要求,论文介绍了如何对颜色空间进行选取,并分析了如何对动态彩色图像序列进行图像去噪处理、图像分割,最后以足球机器人视觉系统为例,设计了一种基于颜色索引表的顺序网格和种子填充相结合的目标搜索方法。这种方法提高了视觉系统的实时性和可靠性,并且在足球机器人实时仿真实验中验证了所提方法的快速性、有效性。为了补偿由三维物点向二维像点转化过程中所造成的深度数据的丢失,论文将基于位置和基于图像的视觉伺服相结合,设计了一种基于单应性矩阵的自适应视觉伺服轨迹跟踪控制器,并通过李亚普诺夫稳定性定理验证了其稳定性,最后通过仿真实验验证了控制器设计的合理性与可行性。