基于大場地的足球機器人視覺系統(tǒng)研究.pdf

1、機器人視覺系統(tǒng)是機器視覺系統(tǒng)在機器人上的特定應(yīng)用，它是機器人系統(tǒng)的重要組成部分，實現(xiàn)類似于人眼的功能。本文的研究對象是2004年首次在FIRA中亮相的大場地足球機器人(LargeLeagueMirosot)視覺子系統(tǒng)，針對該比賽項目中場地更大，參賽的機器人數(shù)目更多等問題，對大場地的足球機器人視覺系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計。 首先，介紹Marr的計算視覺理論，機器視覺系統(tǒng)的組成原理和組成部件，從而構(gòu)建了大場地足球機器人視覺系統(tǒng)的硬件組成。

2、采用雙攝像頭同時采集圖像，滿足了采集圖像視野及辨識圖像分辨率的要求，并可避免產(chǎn)生球的死區(qū)。采用雙機互連的方式滿足大數(shù)據(jù)量圖像處理和決策程序處理的要求。 其次，針對大場地中光照強度嚴(yán)重不均的情況，對顏色模型理論進(jìn)行了深入研究，并著重分析比較了RGB、YUV、HSI顏色模型的特性，構(gòu)造了基于HSI模型的RGB顏色信息庫，進(jìn)行彩色圖像分割，同時解決了光照強度不均和識別實時性兩項需求。 第三，對短焦廣角成像系統(tǒng)的圖像畸變校正進(jìn)行

3、了深入研究。概述了攝像機的成像模型、畸變模型和畸變校正方法，并在此基礎(chǔ)上采用基于空間多項式的校正方法對大場地足球機器人比賽的場地圖像進(jìn)行了校正，提高了機器人及球的定位精度要求。對處于兩攝像頭重合部分的機器人或球進(jìn)行了信息融合，得到其單一位姿信息。 第四，對大場地足球機器人視覺系統(tǒng)的色標(biāo)設(shè)計進(jìn)行了探討。采用一種矩形色標(biāo)設(shè)計，只用3種顏色即可表示11個機器人。該方法在機器人中心點的辨識精確性上有更大的優(yōu)勢，并可通過確定矩形的長軸方向