智能魔方機器人的視覺感知與復(fù)原算法研究.pdf

1、智能機器人技術(shù)的發(fā)展是當(dāng)今世界高科技領(lǐng)域備受關(guān)注的熱點課題。智能機器人在社會生活中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮著不可替代的作用。
　　智能魔方機器人是一款能將任意打亂的魔方自動復(fù)原的機器人系統(tǒng)。涉及到數(shù)字圖像處理、計算機視覺、模式識別技術(shù)、人工智能等多門學(xué)科的技術(shù)。本文的研究工作主要是對智能魔方機器人的視覺圖像處理和魔方復(fù)原算法進(jìn)行的研究和實現(xiàn)。本文通過對魔方圖像和魔方構(gòu)造的特點進(jìn)行分析和實驗，構(gòu)建了自動復(fù)原魔方的虛擬交互系統(tǒng)，還通過L

2、EGO組件搭建了智能魔方機器人，對魔方復(fù)原效果進(jìn)行驗證。
　　本文的研究工作主要分為三部分:一是通過對魔方圖像的分析得出一系列特征信息，并根據(jù)這些特征信息，識別魔方小塊的位置和顏色。主要包括魔方圖像的預(yù)處理、分割、目標(biāo)定位、顏色識別等，在前人的理論基礎(chǔ)上，針對研究對象，提出了新的應(yīng)用方法。二是對魔方的構(gòu)造、性質(zhì)、轉(zhuǎn)動規(guī)則和復(fù)原算法進(jìn)行的深入分析和研究，將魔方的轉(zhuǎn)動用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述和表示，并給出魔方在各種狀態(tài)下計算機的求解方法;三

3、是將魔方復(fù)原算法和視覺圖像處理技術(shù)相結(jié)合，使智能魔方機器人以視覺圖像為基礎(chǔ)在虛擬系統(tǒng)中將魔方復(fù)原，并使用LEGO魔方機器人對魔方的復(fù)原操作來驗證魔方復(fù)原算法的正確性。
　　本文是基于視覺圖像理論知識并結(jié)合魔方的益智功能進(jìn)行的綜合性研究，對魔方復(fù)原系統(tǒng)做了大量實驗，對系統(tǒng)的顏色識別率、魔方小塊的復(fù)位率等測試結(jié)果進(jìn)行分析和討論。本文還對系統(tǒng)的快速性和準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)進(jìn)行了分析討論，對有待提高的部分進(jìn)行更深層的探索。最后實驗證明本文采用