小型組足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、RoboCup是一個(gè)國際聯(lián)合項(xiàng)目，宗旨是促進(jìn)人工智能，機(jī)器人技術(shù)，以及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。RoboCup整合了大量的技術(shù)，為人工智能和智能機(jī)器人的研究提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的問題。項(xiàng)目的最終目標(biāo)是到2050年，發(fā)展一批完全自主人形機(jī)器人，可以在足球場上戰(zhàn)勝人類的世界冠軍隊(duì)。 RoboCup小型組足球機(jī)器人項(xiàng)目是RoboCup的一個(gè)分支，它主要著眼于在高動(dòng)態(tài)環(huán)境里關(guān)于一個(gè)集中式和分布式相混合的系統(tǒng)的多智能體協(xié)調(diào)及控制的問題。需要將大量硬件和軟

2、件模塊實(shí)現(xiàn)和集成進(jìn)來，做出一個(gè)好的設(shè)計(jì)，組成一個(gè)強(qiáng)有力的機(jī)器人足球運(yùn)作與決策系統(tǒng)。它是研究和教育領(lǐng)域一個(gè)非常有趣和具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。 硬件是小型組視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)，直接決定視覺系統(tǒng)的好壞。本文首先針對(duì)Botnia2007硬件系統(tǒng)的不足，研究了硬件系統(tǒng)的選型方法，選定了新的Botnia2008視覺硬件系統(tǒng)，提高了硬件處理能力。 小型組的視覺軟件系統(tǒng)分為圖像采集、顏色分割、圖像校正、和對(duì)象位姿計(jì)算四個(gè)大模塊。其中圖像采集由采集

3、板卡提供配套SDK解決，其余三部分是本文研究重點(diǎn)。 在顏色分割方面，本文分析了上一代視覺系統(tǒng)中采用RGB顏色空間存在的抗干擾差的問題，以及基于動(dòng)態(tài)窗口搜索方法存在的不能處理高速運(yùn)動(dòng)對(duì)象、可靠性低等問題，改用HSV顏色空間，并采用快速顏色分割和整幀掃描方法，解決了這些問題。提高了系統(tǒng)的可靠性。 在圖像校正方面，本文在Tsai標(biāo)定算法方面作了一些探索。 在對(duì)象位姿計(jì)算方面，本文設(shè)計(jì)了機(jī)器人識(shí)別色標(biāo)模板，提出了一種對(duì)機(jī)