胶囊内窥镜机器人自问世以来,为胃肠道检查领域带来了巨大的改变,展现展现出了广阔的应用前景。同时为了配合医师进行精确检查和治疗,胶囊机器人的主动控制技术成为了科学研究的热点领域。研究表明永磁体能持续产生稳定的能量场且不会出现高热现象,因此对人体没有伤害。同时永磁体控制胶囊机器人相较于电磁场控制,其控制更加直观、简单,在临床情况下医生的手动控制更加有效与方便。为了实现更精确的主动控制,通过借助视觉模块的反馈控制,帮助医生进行检查也渐渐成为热点。针对胃肠道检查中胶囊机器人的主动精确控制和对于特定目标的检测与跟踪,设计了一种基于无标定视觉伺服的胶囊机器人磁驱动系统,目标是为了控制胶囊机器人在三维空间内进行精确的空间位姿控制,同时通过视觉信息反馈实现对目标物体的快速定位、追踪,使胶囊机器人对准目标特征。主要由永磁体驱动平台设计、胶囊机器人结构设计、磁驱动算法设计以及视觉反馈系统设计构成,其中永磁体作为磁场的发生装置,基于磁偶极子模型构建了空间磁场的数学模型,分析了胶囊机器人在驱动磁场中的受力及运动情况,建立了从机械臂关节空间到胶囊机器人所受力和力矩的映射关系;磁驱动算法通过对胶囊机器人的受力分析建立了机械臂关节空间到胶囊机器人笛卡尔空间之间的映射关系;视觉反馈系统是通过识别目标的特征信息,确定相对位置关系,运用在线估计图像雅可比的方法更加精确的驱动胶囊机器人。本文借助磁驱动系统,搭建了胶囊机器人开环控制系统,制定了控制策略,分析了系统的控制性能,实现了胶囊机器人的空间平移和旋转控制;并且通过视觉反馈实现了对空间静止物体和运动物体的精确快速追踪。实验证明本文所设计的胶囊机器人无标视觉伺服系统满足系统驱动的设计需求。