RoboCup足球機(jī)器人全景視覺定位研究.pdf

1、隨著科技的高速發(fā)展，機(jī)器人足球比賽已成為全世界各高校和高科技組織用來培養(yǎng)機(jī)器人控制、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域人才的高科技活動。足球機(jī)器人的研究課題非常廣泛，包括:機(jī)器人的外形設(shè)計(jì)，視覺設(shè)計(jì)，運(yùn)動控制，無線通訊，攻防策略以及團(tuán)隊(duì)配合等諸多課題。機(jī)器人的發(fā)展是人類科技史上最偉大的進(jìn)步，足球機(jī)器人的出現(xiàn)為人工智能相關(guān)領(lǐng)域提出了更大的挑戰(zhàn)。
　　 本文的研究工作是基于自帶雙葉雙曲面鏡的全景視覺系統(tǒng)的機(jī)器人定位問題。針對RoboCup中型組新規(guī)

2、則的提出，去掉了一部分明顯的球場標(biāo)志信息，一些傳統(tǒng)的定位算法已經(jīng)無法滿足機(jī)器人在球場上的運(yùn)行需求，本文了提出一種基于全景圖像局部特征檢測的定位算法。該算法的主要思想是:通過機(jī)器人全景攝像機(jī)獲得全景圖像，首先在該全景圖像中手動提取球場中4個禁區(qū)線相交的模板圖像，機(jī)器人在比賽時通過設(shè)計(jì)好的模板匹配算法匹配出到目前獲得的全景圖像中與手動提取的模板相同的區(qū)域，減小搜索范圍;再在匹配好的模板內(nèi)進(jìn)行角點(diǎn)檢測，這樣就可以放棄絕大部分區(qū)域的計(jì)算，提高算

3、法的實(shí)時性;根據(jù)Hough的思想，將模板內(nèi)所有角點(diǎn)連接成兩條直線，利用歐式距離公式計(jì)算出離兩條直線交點(diǎn)最近的角點(diǎn)，并定義為最佳定位角點(diǎn);最后將機(jī)器人坐標(biāo)系下所觀測到的最佳定位角點(diǎn)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)定位。由于全景圖像存在一定的畸變，第四章主要是對攝像機(jī)以及曲面反射鏡進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，最后校正全景圖像的徑向畸變，使機(jī)器人觀測到的定位角點(diǎn)無論在任何位置都有一個準(zhǔn)確的實(shí)際距離與之對應(yīng)。
　　 通過仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計(jì)的定位算法