圖象處理技術(shù)在足球機(jī)器人中的應(yīng)用研究.pdf

1、機(jī)器視覺系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)重要組成部分,它集合了模式識(shí)別與人工智能,計(jì)算機(jī)圖象處理等學(xué)科的多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)類似人類眼睛的功能,使得機(jī)器人能夠自動(dòng)地實(shí)時(shí)感知外部世界的信息.作為機(jī)器視覺領(lǐng)域的一個(gè)分支,足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)是足球機(jī)器人系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一,它可為決策系統(tǒng)提供目標(biāo)的準(zhǔn)確位姿信息,是整個(gè)系統(tǒng)控制的基礎(chǔ).彩色圖象是足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)所獲得的最基本的信息.為了滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,準(zhǔn)確性以及魯棒性要求,對(duì)于彩色圖象如何進(jìn)行快速有效的處理是問

2、題的關(guān)鍵.本文的主要工作是建立一個(gè)基于彩色圖象的實(shí)時(shí)足球機(jī)器人視覺系統(tǒng),同時(shí)對(duì)足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)中的圖象處理以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,探討了針對(duì)該系統(tǒng)特點(diǎn)所應(yīng)采取的策略,提出了目標(biāo)分割、定位和預(yù)測的方法.在象素分類階段,根據(jù)系統(tǒng)的要求,本文首先對(duì)RGB,YUV,HSV顏色模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析與比較,在此基礎(chǔ)上采用基于色度H的雙閾值法和基于YUV恒定閾值的象素分類方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)象素進(jìn)行快速的分類和標(biāo)記.在區(qū)域合并階段,圖象的連通域分析往

3、往是影響區(qū)域合并速度的主要問題,提高圖象的連通域分析的速度是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵.本文在比較了常用的連通區(qū)域標(biāo)記方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于游程編碼(RLE)圖的連通區(qū)域標(biāo)記方法,對(duì)整個(gè)游程編碼圖象進(jìn)行兩次掃描就能夠完成象素的連通區(qū)分析及標(biāo)記.在目標(biāo)識(shí)別中,對(duì)目標(biāo)位姿信息的提取,主要是依賴于圖象的特征量的計(jì)算,如質(zhì)心等.由于在實(shí)際的比賽環(huán)境中,外界的某些干擾可能會(huì)造成目標(biāo)瞬時(shí)丟失,為了能讓決策系統(tǒng)繼續(xù)正常工作,視覺系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤