微型足球機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別與避障規(guī)劃.pdf

1、足球機(jī)器人作為二十世紀(jì)新興的競(jìng)技項(xiàng)目，引起了全世界的廣泛關(guān)注。微型機(jī)器人世界杯足球比賽(Mirosot)系統(tǒng)涉及到機(jī)器人學(xué)、模式識(shí)別、圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、機(jī)電一體化等多學(xué)科門類，因此成為了研究多智能體系統(tǒng)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，成為國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以MiroSot3VS3足球機(jī)器人系統(tǒng)為研究平臺(tái)，主要針對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題以及決策系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)避障規(guī)劃問(wèn)題，進(jìn)行了研究與實(shí)驗(yàn)仿真。
　　首先

2、，介紹了機(jī)器人足球系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，以及視覺(jué)子系統(tǒng)的工作原理。在比賽中，本方機(jī)器人的首要任務(wù)就是要找到對(duì)方機(jī)器人及目標(biāo)小球，這樣才能進(jìn)行避障、射門等各種動(dòng)作。本文在快速 HSI(色調(diào)、飽和度和亮度)變換空間基礎(chǔ)上，采用了一種利用移動(dòng)網(wǎng)格與動(dòng)態(tài)窗口技術(shù)相結(jié)合的算法進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，達(dá)到了預(yù)期的效果。隨后在傳統(tǒng)的概率 Hough變換基礎(chǔ)上，提出了一種基于改進(jìn)型概率Hough變換(PPHT)的識(shí)別算法，先提取ROI(Region of Intere

3、st)，再進(jìn)行PPHT，降低了計(jì)算量，提高了系統(tǒng)抗噪性和實(shí)時(shí)性。
　　其次，根據(jù)足球機(jī)器人比賽的實(shí)際要求，對(duì)避障規(guī)劃進(jìn)行了研究。本文將相對(duì)速度矢量引入人工勢(shì)場(chǎng)，對(duì)勢(shì)場(chǎng)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，推導(dǎo)出基于速度矢量的引力函數(shù)和斥力函數(shù)。在新的勢(shì)場(chǎng)函數(shù)作用下，機(jī)器人能夠快速躲避障礙物并順利到達(dá)目標(biāo)位置。
　　最后，根據(jù)比賽實(shí)驗(yàn)及軟件開(kāi)發(fā)的需求，本文對(duì)微型足球機(jī)器人系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了研究與分析，系統(tǒng)源代碼用Visual C++6.0中的MFC編寫