RoboCup中型機(jī)器人圖像系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人足球比賽近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外逐步興起，備受矚目。本文以RoboCup中型組比賽機(jī)器人為研究平臺(tái)，論述了移動(dòng)機(jī)器人視覺子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，并成功應(yīng)用于RoboCup中型組足球機(jī)器人的比賽中。 視覺子系統(tǒng)是足球機(jī)器人系統(tǒng)的分系統(tǒng)之一，在中型組足球比賽中是感知場(chǎng)面信息的主要途徑，因此視覺子系統(tǒng)的性能直接影響機(jī)器人的各項(xiàng)性能指標(biāo)。視覺子系統(tǒng)的硬件安裝及設(shè)備的調(diào)試是視覺子系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，硬件設(shè)備導(dǎo)致的缺陷很難通過軟件方法加以彌補(bǔ)。所以

2、本文研究了視覺子系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)原理，推導(dǎo)出鏡面參數(shù)與鏡面焦點(diǎn)位置和成像分辨率的關(guān)系公式，從而為保證成像效果的最佳提供了理論依據(jù)。然后，根據(jù)這些公式確定了攝像機(jī)和全維反射鏡的安裝方法以及所需要注意的方面。 視覺子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)由閾值空間選取、顏色空間分割、物體識(shí)別和定位這三個(gè)子過程組成，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的識(shí)別和定位。由于光照不均勻、光變、目標(biāo)物體顏色雜質(zhì)、環(huán)境干擾等干擾因素的存在，視覺系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位和運(yùn)動(dòng)追蹤的過程中存在諸多不確

3、定因素，容易產(chǎn)生誤識(shí)別。為了保證系統(tǒng)的識(shí)別精度，滿足準(zhǔn)確性和魯棒性要求，需要它們進(jìn)行處理和抑制，但同時(shí)還必須保證系統(tǒng)的反應(yīng)速度，以滿足實(shí)時(shí)性要求。本文在研究了這些干擾因素的不同特點(diǎn)后，在閾值空間選取過程中采用噪聲點(diǎn)去除的方法減少顏色雜質(zhì)和光照不均勻帶來(lái)的影響。在顏色空間分割過程中根據(jù)所得色塊的面積變化率和色點(diǎn)密度變化率來(lái)減少環(huán)境干擾和色變的影響，然后根據(jù)最新的比賽規(guī)則，在原有視覺子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加了對(duì)立柱的識(shí)別。在物體識(shí)別和定位過程中利