集控式足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、人類所獲得的約80％外界信息都來自于視覺。對(duì)于智能機(jī)器來說，賦予機(jī)器以人類視覺功能是極其有意義的。彩色圖像是外部客觀世界的最為逼近的描述，因此對(duì)彩色圖像的處理比起對(duì)灰度圖像來有信息量更大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，建立一個(gè)能夠像人類一樣快速的感知外界變化的系統(tǒng)更是以上領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)正是一個(gè)基于彩色圖像處理的有很高實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)，因此，它可以作為該領(lǐng)域一個(gè)比較理想的研究對(duì)象。 本文針對(duì)機(jī)器人足球比賽的情況和特點(diǎn)，結(jié)合高?！?/p>

2、機(jī)器人足球比賽”項(xiàng)目的開展，對(duì)足球機(jī)器人系統(tǒng)涉及的各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域做了系統(tǒng)的分析；在此基礎(chǔ)上，以開發(fā)視覺子系統(tǒng)為目的，重點(diǎn)研究了彩色圖像處理的原理和方法，尤其是對(duì)彩色圖像的分割、識(shí)別以及提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的理論和技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。構(gòu)造了基于PC的實(shí)時(shí)真彩色足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)的計(jì)算理論框架，并在整體框架的基礎(chǔ)上，分析了算法的結(jié)構(gòu)組成，完成了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。 足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵是如何實(shí)時(shí)的完成彩色圖像預(yù)處理、圖像分割和目標(biāo)定位

3、。文中提出的將基于直方圖的自動(dòng)域值法用于彩色圖像分割的方法，極大的擴(kuò)展了灰度圖像處理算法的應(yīng)用領(lǐng)域；探討了提高彩色圖像分割效率的問題，對(duì)各種彩色圖像處理算法進(jìn)行了論述和實(shí)驗(yàn)比較；根據(jù)足球機(jī)器人比賽環(huán)境穩(wěn)定的特點(diǎn)，提出了將查找表法用于彩色圖像分割，實(shí)現(xiàn)了彩色信息分析和實(shí)時(shí)圖像處理的分離，使得系統(tǒng)的處理速度達(dá)到了足球機(jī)器人比賽的要求；并采用了顏色聚類的方法對(duì)顏色信息進(jìn)行有效的提??；針對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，對(duì)彩色圖像的掃描策略進(jìn)行了研究，在精確定

4、位的基礎(chǔ)上，大大加快了系統(tǒng)的運(yùn)算速度。 全文共分7章，第1章介紹了機(jī)器人足球的發(fā)展史和國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，以及本文研究的內(nèi)容和意義。第2章介紹微型足球機(jī)器人系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想和各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和方案。第3章和第4章討論了彩色圖像處理的重要理論基礎(chǔ)，并對(duì)各種圖像處理算法進(jìn)行了比較和選擇。第5章討論了足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，主要是用于解決實(shí)時(shí)性要求的圖像掃描策略等的分析。第6章給出了視覺系統(tǒng)的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方案。第7章總結(jié)本論