RoboCup足球機(jī)器人全景視覺定位研究.pdf

1、隨著科技的高速發(fā)展，機(jī)器人足球比賽已成為全世界各高校和高科技組織用來培養(yǎng)機(jī)器人控制、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域人才的高科技活動(dòng)。足球機(jī)器人的研究課題非常廣泛，包括:機(jī)器人的外形設(shè)計(jì)，視覺設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)控制，無線通訊，攻防策略以及團(tuán)隊(duì)配合等諸多課題。機(jī)器人的發(fā)展是人類科技史上最偉大的進(jìn)步，足球機(jī)器人的出現(xiàn)為人工智能相關(guān)領(lǐng)域提出了更大的挑戰(zhàn)。
　　 本文的研究工作是基于自帶雙葉雙曲面鏡的全景視覺系統(tǒng)的機(jī)器人定位問題。針對(duì)RoboCup中型組新規(guī)

2、則的提出，去掉了一部分明顯的球場(chǎng)標(biāo)志信息，一些傳統(tǒng)的定位算法已經(jīng)無法滿足機(jī)器人在球場(chǎng)上的運(yùn)行需求，本文了提出一種基于全景圖像局部特征檢測(cè)的定位算法。該算法的主要思想是:通過機(jī)器人全景攝像機(jī)獲得全景圖像，首先在該全景圖像中手動(dòng)提取球場(chǎng)中4個(gè)禁區(qū)線相交的模板圖像，機(jī)器人在比賽時(shí)通過設(shè)計(jì)好的模板匹配算法匹配出到目前獲得的全景圖像中與手動(dòng)提取的模板相同的區(qū)域，減小搜索范圍;再在匹配好的模板內(nèi)進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，這樣就可以放棄絕大部分區(qū)域的計(jì)算，提高算

3、法的實(shí)時(shí)性;根據(jù)Hough的思想，將模板內(nèi)所有角點(diǎn)連接成兩條直線，利用歐式距離公式計(jì)算出離兩條直線交點(diǎn)最近的角點(diǎn)，并定義為最佳定位角點(diǎn);最后將機(jī)器人坐標(biāo)系下所觀測(cè)到的最佳定位角點(diǎn)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)定位。由于全景圖像存在一定的畸變，第四章主要是對(duì)攝像機(jī)以及曲面反射鏡進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，最后校正全景圖像的徑向畸變，使機(jī)器人觀測(cè)到的定位角點(diǎn)無論在任何位置都有一個(gè)準(zhǔn)確的實(shí)際距離與之對(duì)應(yīng)。
　　 通過仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計(jì)的定位算法