小型智能足球機(jī)器人系統(tǒng)全局視覺(jué)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在人工智能與機(jī)器人學(xué)的歷史上,1997年將作為一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)被記住。1997年5月,IBM的“深藍(lán)”擊敗了人類國(guó)際象棋世界冠軍,人工智能界40年的挑戰(zhàn)終于取得了成功。足球機(jī)器人比賽是繼“深藍(lán)”之后為促進(jìn)人工智能與智能機(jī)器人技術(shù)的研究與教育而設(shè)立的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,其目的是通過(guò)競(jìng)賽進(jìn)行技術(shù)的同臺(tái)較量,促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。足球機(jī)器人涉及人工智能、機(jī)器人學(xué)、通信、傳感、圖像處理等諸多領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)集成,具有典型的研究意義。
　　 視覺(jué)子系

2、統(tǒng)是足球機(jī)器人四大子系統(tǒng)之一。比賽過(guò)程中有關(guān)環(huán)境的所有信息都是通過(guò)視覺(jué)子系統(tǒng)獲取的,視覺(jué)子系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的重要性不言而喻。視覺(jué)子系統(tǒng)主要處理的是顏色信息,光照條件的變化會(huì)引起圖像識(shí)別效果不穩(wěn)定;攝像頭產(chǎn)生的桶形失真,要求視覺(jué)子系統(tǒng)必須具有較強(qiáng)的魯棒性;小型組足球機(jī)器人是高速運(yùn)動(dòng)的物體,要求處理圖像的實(shí)時(shí)性必須滿足;同時(shí)為了精確定位足球機(jī)器人的位置和方向角,視覺(jué)子系統(tǒng)提供的信息必須準(zhǔn)確。
　　 本文以RoboCup小型組足球機(jī)器

3、人為研究平臺(tái),通過(guò)對(duì)視覺(jué)子系統(tǒng)的功能和性能要求進(jìn)行分析,提出該系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。為了滿足以上要求,本文將視覺(jué)子系統(tǒng)劃分成畸變校正、圖像分割、目標(biāo)識(shí)別三個(gè)功能模塊分別進(jìn)行研究,提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分割技術(shù),提高了視覺(jué)子系統(tǒng)在光照不穩(wěn)定條件下的識(shí)別率;采用基于背景建模的連通域目標(biāo)搜索算法,提高了目標(biāo)識(shí)別的處理速度。
　　 本文研究的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　 (1)在圖像分割模塊中,提出基于HIS顏色空間的BP

4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的彩色圖像分割技術(shù),在光照不穩(wěn)定條件下取得了很好的圖像分割效果。
　　 (2)在攝像機(jī)標(biāo)定和畸變校正模塊部分,采用了Tsai兩步法的校正算法,取得很好的校正效果,為目標(biāo)的精確定位做好準(zhǔn)備。
　　 (3)在目標(biāo)識(shí)別模塊中,采用基于背景建模的連通域目標(biāo)搜索算法,極大的提高了圖像處理速度。
　　 足球機(jī)器人視覺(jué)子系統(tǒng)總體運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:本文設(shè)計(jì)的方案及算法在滿足足球機(jī)器人基本要求的同時(shí),其光照適應(yīng)性,準(zhǔn)確性,