基于大場(chǎng)地的足球機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在機(jī)器人上的特定應(yīng)用，它是機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于人眼的功能。本文的研究對(duì)象是2004年首次在FIRA中亮相的大場(chǎng)地足球機(jī)器人(LargeLeagueMirosot)視覺(jué)子系統(tǒng)，針對(duì)該比賽項(xiàng)目中場(chǎng)地更大，參賽的機(jī)器人數(shù)目更多等問(wèn)題，對(duì)大場(chǎng)地的足球機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。 首先，介紹Marr的計(jì)算視覺(jué)理論，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成原理和組成部件，從而構(gòu)建了大場(chǎng)地足球機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的硬件組成。

2、采用雙攝像頭同時(shí)采集圖像，滿足了采集圖像視野及辨識(shí)圖像分辨率的要求，并可避免產(chǎn)生球的死區(qū)。采用雙機(jī)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(duì)大場(chǎng)地中光照強(qiáng)度嚴(yán)重不均的情況，對(duì)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(kù)，進(jìn)行彩色圖像分割，同時(shí)解決了光照強(qiáng)度不均和識(shí)別實(shí)時(shí)性?xún)身?xiàng)需求。 第三，對(duì)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(jī)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(xiàng)式的校正方法對(duì)大場(chǎng)地足球機(jī)器人比賽的場(chǎng)地圖像進(jìn)行了校正，提高了機(jī)器人及球的定位精度要求。對(duì)處于兩攝像頭重合部分的機(jī)器人或球進(jìn)行了信息融合，得到其單一位姿信息。 第四，對(duì)大場(chǎng)地足球機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的色標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。采用一種矩形色標(biāo)設(shè)計(jì)，只用3種顏色即可表示11個(gè)機(jī)器人。該方法在機(jī)器人中心點(diǎn)的辨識(shí)精確性上有更大的優(yōu)勢(shì)，并可通過(guò)確定矩形的長(zhǎng)軸方向