小型足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人足球比賽是近年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)科技競(jìng)賽，是人工智能領(lǐng)域與機(jī)器人領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究課題，是一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的高技術(shù)密集的項(xiàng)目，同時(shí)又是多智能體技術(shù)的一個(gè)理想突破點(diǎn)。它涉及的主要領(lǐng)域有：精密機(jī)械、機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)控制、感知與融合、通信、計(jì)算機(jī)視覺與圖像處理、多智能體協(xié)調(diào)以及無線通訊等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，是研究多智能體技術(shù)、智能控制技術(shù)及機(jī)器人視覺技術(shù)等的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行研究有深遠(yuǎn)的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文以RoboCup小型組機(jī)器

2、人足球比賽為研究平臺(tái)，通過對(duì)視覺子系統(tǒng)性能要求和功能進(jìn)行分析，提出了系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，將視覺子系統(tǒng)劃分成圖像采集、圖像分割、攝像機(jī)標(biāo)定和目標(biāo)識(shí)別四個(gè)功能模塊。在傳統(tǒng)的視覺處理方法基礎(chǔ)上，采用和改進(jìn)現(xiàn)有的算法，提高了視覺子系統(tǒng)的性能。特別提出了運(yùn)用改進(jìn)的顏色匹配方法建立目標(biāo)顏色匹配模板的視覺處理技術(shù)，提高了視覺子系統(tǒng)在不穩(wěn)定光照條件下的識(shí)別率。本文研究的主要內(nèi)容有以下幾方面： (1)在圖像分割模塊中，提出運(yùn)用改進(jìn)的顏色匹配方法進(jìn)行

3、顏色判斷，在光照不穩(wěn)定的條件下取得了較好的圖像分割效果。 (2)在攝像機(jī)標(biāo)定和畸變校正模塊部分，采用了Tsai兩步法的校正方法，取得較好的校正效果。 (3)在目標(biāo)識(shí)別模塊中，不僅對(duì)機(jī)器人小車進(jìn)行了位置、方向和編號(hào)的識(shí)別，還采用了卡爾曼濾波器對(duì)小球的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，縮小了視覺子系統(tǒng)的搜索范圍，提高了識(shí)別的效率；在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)融合的處理過程中，引入了評(píng)價(jià)函數(shù)的概念，根據(jù)評(píng)價(jià)函數(shù)值的大小來區(qū)分真假目標(biāo)，能夠提高識(shí)別的準(zhǔn)確