足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)和底層控制算法的研究.pdf

1、足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)是目前機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)課題，它涉及了諸多領(lǐng)域的前沿研究，是一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的高技術(shù)密集型研究平臺。作為機(jī)器視覺領(lǐng)域的一個(gè)分支，足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)是足球機(jī)器人系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一，它為決策系統(tǒng)提供目標(biāo)的準(zhǔn)確位姿信息，是整個(gè)系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)。足球機(jī)器人視覺子系統(tǒng)主要包括：圖像獲取、圖像的預(yù)處理、圖像的分割和目標(biāo)的識別幾部分。本文以FIRA 3VS3機(jī)器人為研究對象，對足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)和底層動(dòng)作控制算法進(jìn)行了深入的研究

2、。本文的主要工作主要體現(xiàn)在以下幾方面： 1．文中分析了足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)中目前常用的幾種顏色空間模型，對比了不同顏色空間模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。RGB顏色模型進(jìn)行圖像處理，可以大大減小系統(tǒng)的計(jì)算量，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，但它受光照條件的影響比較大，而YUV顏色空間模型可以減弱光照變化對視覺系統(tǒng)的影響。因此，在實(shí)際系統(tǒng)中，我們采用了YUV恒定閾值的方法，完成像素的分類； 2．足球機(jī)器人系統(tǒng)是彩色圖像多目標(biāo)視覺跟蹤系統(tǒng)，其處理的圖像是

3、彩色視頻圖像，圖像處理的數(shù)據(jù)量很大，而對足球機(jī)器人系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是一個(gè)很重要的要求。為了節(jié)省圖像處理的時(shí)間，在系統(tǒng)中我們采用了基于連通區(qū)域標(biāo)記的動(dòng)態(tài)窗口方法來對目標(biāo)進(jìn)行搜索。相對于全圖搜索，這種方法可以節(jié)省大約98％的圖像處理時(shí)間，可以很好地滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求； 3．足球機(jī)器人底層運(yùn)動(dòng)控制在足球機(jī)器人比賽中起著至關(guān)重要的作用，它是更高層動(dòng)作和整體決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)。文中在分析傳統(tǒng)PID控制算法缺陷的基礎(chǔ)上，提出了將模糊控制