集控式足球機(jī)器人視覺(jué)子系統(tǒng)的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、機(jī)器人足球是一個(gè)新興的交叉學(xué)科,涉及到機(jī)器人學(xué),人工智能,人工生命,智能控制等多個(gè)領(lǐng)域。目前,國(guó)際上對(duì)于機(jī)器人足球的研究得到了迅速的發(fā)展。隨著機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了由控制型機(jī)器人,半自主,全自主機(jī)器人到類(lèi)人型自主機(jī)器人的發(fā)展。而機(jī)器人足球是一個(gè)典型的而且非常具有挑戰(zhàn)性的多智能體系,它是由幾個(gè)機(jī)器人組成球隊(duì),在復(fù)雜的環(huán)境條件下,與另一只機(jī)器人球隊(duì)進(jìn)行對(duì)抗比賽的項(xiàng)目。從控制的角度上來(lái)看,足球機(jī)器人分為四個(gè)子系

2、統(tǒng),即視覺(jué)子系統(tǒng),決策子系統(tǒng),通信子系統(tǒng),機(jī)器人小車(chē)子系統(tǒng)。其中,視覺(jué)子系統(tǒng)可看作系統(tǒng)的檢測(cè)環(huán)節(jié),決策子系統(tǒng)可看作系統(tǒng)的控制器,機(jī)器人小車(chē)子系統(tǒng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu),而通信子系統(tǒng)是決策子系統(tǒng)和小車(chē)子系統(tǒng)之間的連接橋梁。在四個(gè)子系統(tǒng)中,作為機(jī)器人的主要感知設(shè)備,視覺(jué)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)器人的眼睛,是系統(tǒng)獲取外部信息最主要的通道,是足球機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它不斷采集場(chǎng)上的信息,對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析,完成目標(biāo)識(shí)別和跟蹤,并把得到的目標(biāo)信息傳遞給決策系統(tǒng)。視覺(jué)系統(tǒng)

3、的好壞對(duì)機(jī)器人性能的發(fā)揮起著決定性作用,由于足球機(jī)器人的快速運(yùn)動(dòng)和激烈的對(duì)抗,要求視頻捕獲頻率為30.60幀/秒,即必須在幾十毫秒內(nèi)完成視覺(jué)信息處理、通訊、動(dòng)作等一系列任務(wù),以形成下一周期的比賽策略,這對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、魯棒性和準(zhǔn)確性等要求都很高。因此,本文著重對(duì)此類(lèi)機(jī)器人的視覺(jué)子系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。 本論文主要研究?jī)?nèi)容如下: 1、本文首先討論了足球機(jī)器人的視覺(jué)子系統(tǒng)的工作過(guò)程,對(duì)現(xiàn)有足球機(jī)器人視覺(jué)子系統(tǒng)的工作原理等進(jìn)

4、行了分析和研究。 2、對(duì)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)預(yù)處理過(guò)程進(jìn)行了分析,該預(yù)處理主要包括:圖像分割、圖像調(diào)整、圖像增強(qiáng)與恢復(fù)及圖像壓縮。其中針對(duì)關(guān)鍵的圖像分割部分,提出了一種基于模糊理論的圖像分割方法。 3、討論了視覺(jué)子系統(tǒng)的色彩空間模型,分析了顏色查找表CLUT的工作原理。并對(duì)比了RGB、HIS、YUV等不同的顏色空間模型,提出轉(zhuǎn)換為YUV顏色空間進(jìn)行色彩采集。 4、考慮到視覺(jué)系統(tǒng)中無(wú)法避免的噪聲影響,提出了一種基于小波算

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