RoboCup中型組足球機器人視覺系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、作為自主移動機器人研究的一個新的分支，足球機器人的研究受到了越來越廣泛的關(guān)注。機器人足球比賽的目的是通過提供一個標(biāo)準(zhǔn)的比賽平臺來推動機器人相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。足球機器人的設(shè)計綜合了機械、電子、控制、模式識別、圖像處理和人工智能等多個科研領(lǐng)域。足球機器人的組成一般包括決策系統(tǒng)、感知系統(tǒng)(以視覺系統(tǒng)為主、超聲等為輔助)、運動控制系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)四部分。其中視覺系統(tǒng)作為機器人感知外界環(huán)境的重要手段，對機器人的性能有著重要的影響。雖然機器人足球比

2、賽中目標(biāo)物體的顏色、形狀特征已知，但由于比賽的高對抗性，使得視覺系統(tǒng)應(yīng)具有很高的實時性、較高的精確度、具有一定的適應(yīng)能力和抗干擾能力，這對視覺系統(tǒng)的設(shè)計提出了很大的挑戰(zhàn)。 本文介紹了足球機器人的起源和發(fā)展、Robocup中型組比賽的相關(guān)知識和足球機器人視覺系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點。在對機器人視覺系統(tǒng)概述的基礎(chǔ)上，介紹了圖像預(yù)處理、圖像分割、目標(biāo)表達(dá)和圖像識別等相關(guān)知識。 本文設(shè)計了全向視覺和前向視覺相結(jié)合的實時視覺系統(tǒng)。完成

3、的主要工作包括：選擇了更為適合圖像分割的HsL顏色空間；采用了基于查找表的像素分類方法用于圖像分割大大降低了計算量；采用了游程長度編碼技術(shù)使得計算量進一步降低；并提出了新的球門和角柱的識別算法；對全向視覺和前向視覺分別設(shè)計了線性插值和網(wǎng)格插值算法用于物理距離的計算。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)具有良好的實時性和有效性。本文還對視覺系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題之一：顏色閾值標(biāo)定進行了深入論述并提出了基于HSL顏色空間聚類分割方法來解決這個問題。 當(dāng)然目前