足球機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別與運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得丞洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：奚震簽字日期：州緝3月7日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定

2、。特授權(quán)丞洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明)學(xué)位論文作者簽名：天暑L導(dǎo)師簽名：簽字目期：叫6年3月／日簽字日理≥口彩年二；月／13摘要足球機(jī)器人有自身的運(yùn)動(dòng)靈活、高效自主的優(yōu)點(diǎn)之外，完成任務(wù)能力也很強(qiáng)大，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，成為了研究熱點(diǎn)。足球機(jī)器人的研究

3、包括許多領(lǐng)域，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、多代理系統(tǒng)、圖像識(shí)別。機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是足球機(jī)器人的兩大研究領(lǐng)域，本學(xué)位論文是基于RSO型足球機(jī)器人，在機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別和運(yùn)動(dòng)控制方面進(jìn)行了以下方面的研究和改進(jìn)：(1)將RSO型足球機(jī)器自帶的攝像頭作為視覺(jué)。足球機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)采用對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)較為合適的HSI顏色空間。在圖像的預(yù)處理過(guò)程中，進(jìn)行圖像去噪采用的是中值濾波去噪方法，與傳統(tǒng)方法相比，這種方法更

4、能提高圖像的信噪比，保留原始圖像中的關(guān)于邊緣和紋理的信息。(2)在進(jìn)行目標(biāo)特征提取與匹配的過(guò)程中，本文采用的是基于尺度不變特征變換的SIFT算子，并且對(duì)傳統(tǒng)的SIFT算子在生成描述子的過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，以提高其速度。針對(duì)傳統(tǒng)的SIFT點(diǎn)匹配算法效率較低，匹配速度慢等問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了基于區(qū)域增長(zhǎng)的SIFT點(diǎn)匹配法。這種算法可以在匹配可靠性基本保持不變的前提下，顯著的提高匹配速度。(3)在足球機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方面，設(shè)計(jì)了一種新的全向輪，其運(yùn)

5、動(dòng)平穩(wěn)性和摩擦力特性優(yōu)于現(xiàn)有全向輪：在全向移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制方面，本文推導(dǎo)了全向移動(dòng)平臺(tái)的模型，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，動(dòng)力學(xué)模型，及基于動(dòng)力學(xué)模型的控制模型。根據(jù)實(shí)際需要將模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，對(duì)單電機(jī)軸進(jìn)行了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制仿真實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行了速度交叉耦合實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果證明：該移動(dòng)平臺(tái)具有靈活的運(yùn)動(dòng)方式，能快速確定自身位置、根據(jù)位置調(diào)整自身姿態(tài)實(shí)現(xiàn)在平面的自由運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)把上述方法應(yīng)用在RSO型足球機(jī)器人上，對(duì)機(jī)器人性能有了明顯的提高