在被操作过程中必须考虑其变形的物体被称为柔性可变形体。按照形态可以分为线状柔性体、面状柔性体和体状柔性体。面状柔性体在生活中广泛存在,面料、纸片、柔性电路板等都是面状柔性体。同时随着机器人技术的发展,机器人技术不仅在焊接、涂装、搬运的经典应用领域有广泛的应用,也在装配、加工和测量等附加领域中发挥越来越重要的作用。有许多最新的研究或项目旨在探索机器人领域的创新应用。而机器人操作面状柔性体就是机器人领域的创新应用,这一创新应用在家政服务,工业生产中存在着巨大的应用潜力。基于上述背景,本文提出一种跟踪无标记面状柔性体的方法,并通过控制机械臂实现对面状柔性体的形状控制。柔性体的变形跟踪需要有非变形状态作为参照,变形的过程也是有记忆性的。传统的变形跟踪依赖柔性体上的特征点,通过变形前后特征点的变化反映柔性体的变化。本文提出一种基于NURBS曲面拟合跟踪无标记面状柔性体变形的方法。难点在于没有明显的特征点用于估计柔性体的变形状态。本文将无标记面状柔性体跟踪分为两个部分,静止的柔性体变形跟踪和运动中的柔性体变形跟踪。静止的变形跟踪方法通过NURBS曲面拟合跟踪静止的面状柔性体的点云的变形。该方法确保了拟合曲面的变形和实际柔性体的变形保持一致,可以通过计算拟合曲面的变形量得到实际状态柔性体的变形量。运动中的变形跟踪方法利用机械臂和柔性体之间的关系解耦点云中的变形信息和移动信息,解决了移动中无标记面状柔性体的跟踪问题。在控制机械臂操作面状柔性体时,引入了变形雅克比矩阵,建立了机械臂末端速度和面状柔性体上任意一点速度之间对应关系。结合机械臂的微分运动学,将面状柔性体上某一点的速度同机械臂关节空间的角速度构成了映射关系。设计出可以操作面状柔性体变形的机械臂的控制器。为了验证本文所述方法的有效性,基于机器人操作系统(ROS)搭建了眼在手外的视觉伺服实验平台。在该平台上进行了基于视觉伺服的无标记纸片贴标实验。实验结果反映出本文所述方法能够很好地跟踪纸片的变形,并通过控制机械臂操作面状柔性体产生了期望的变形。