全自主足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)的研制.pdf

1、機(jī)器人是一項(xiàng)包含多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的綜合性研究項(xiàng)目，自主移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)科中技術(shù)含量比較高的一個(gè)分支，具有廣泛的應(yīng)用前景。視覺系統(tǒng)作為機(jī)器感知外界環(huán)境的重要手段，對機(jī)器人的性能有著重要的影響。雖然機(jī)器人足球比賽中目標(biāo)物體的顏色、形狀特征已知，但由于比賽的對抗性，使得視覺系統(tǒng)應(yīng)具有很高的實(shí)時(shí)性、較高的精確度、具有一定的適應(yīng)能力和抗干擾能力，這對視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很大的挑戰(zhàn)。本文以中國海洋大學(xué)的全自主機(jī)器人為研究對象，針對移動(dòng)機(jī)器人的視覺系

2、統(tǒng)展開了較為深入的研究。本論文的研究工作主要包括以下幾方面： 首先，概述了機(jī)器人發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，討論了計(jì)算機(jī)視覺，機(jī)器人視覺技術(shù)和機(jī)器人視覺的發(fā)展趨勢。 其次，本文首先根據(jù)RoboCup中型組足球機(jī)器人的要求，設(shè)計(jì)了一套能感應(yīng)全景圖像信息的視覺系統(tǒng)，通過全景視覺采集到全自主足球機(jī)器人周圍360°范圍的場地信息，并對視覺系統(tǒng)的硬件部分做了相關(guān)介紹。 第三，在機(jī)器人視覺的基礎(chǔ)上，從機(jī)器人視覺系統(tǒng)的圖像獲取與

3、轉(zhuǎn)換、彩色圖像預(yù)處理、彩色圖像分割、圖像識(shí)別和目標(biāo)跟蹤等視覺處理方面進(jìn)行了詳細(xì)論述。通過大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對常用的幾種色彩空間的特點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，最后采用HSV空間設(shè)計(jì)本文的系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)過程中采用的基于HSV顏色空間的圖像分割算法，闡述了目標(biāo)特征的描述分類與提取的基本方法，其中重點(diǎn)討論了目標(biāo)形狀不變矩和雙線性插值質(zhì)心的計(jì)算方法。然后采用特征匹配的方法，通過分析目標(biāo)的顏色直方圖，利用目標(biāo)顏色的概率分布特征，鎖定目標(biāo)的顏色分布區(qū)域的質(zhì)心