全自主足球機器人視覺系統(tǒng)的研制.pdf

1、機器人是一項包含多項技術領域的綜合性研究項目，自主移動機器人是機器人學科中技術含量比較高的一個分支，具有廣泛的應用前景。視覺系統(tǒng)作為機器感知外界環(huán)境的重要手段，對機器人的性能有著重要的影響。雖然機器人足球比賽中目標物體的顏色、形狀特征已知，但由于比賽的對抗性，使得視覺系統(tǒng)應具有很高的實時性、較高的精確度、具有一定的適應能力和抗干擾能力，這對視覺系統(tǒng)的設計提出了很大的挑戰(zhàn)。本文以中國海洋大學的全自主機器人為研究對象，針對移動機器人的視覺系

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，概述了機器人發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀的基礎上，討論了計算機視覺，機器人視覺技術和機器人視覺的發(fā)展趨勢。 其次，本文首先根據(jù)RoboCup中型組足球機器人的要求，設計了一套能感應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介紹。 第三，在機器人視覺的基礎上，從機器人視覺系統(tǒng)的圖像獲取與

3、轉換、彩色圖像預處理、彩色圖像分割、圖像識別和目標跟蹤等視覺處理方面進行了詳細論述。通過大量試驗數(shù)據(jù)對常用的幾種色彩空間的特點進行了比較分析，最后采用HSV空間設計本文的系統(tǒng)，詳細介紹了設計過程中采用的基于HSV顏色空間的圖像分割算法，闡述了目標特征的描述分類與提取的基本方法，其中重點討論了目標形狀不變矩和雙線性插值質心的計算方法。然后采用特征匹配的方法，通過分析目標的顏色直方圖，利用目標顏色的概率分布特征，鎖定目標的顏色分布區(qū)域的質心