全自主足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本文綜述了足球機(jī)器人比賽的系統(tǒng)建立與發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上，研究并建立了JP-Robocup F2000A型全自主式足球機(jī)器人系統(tǒng)平臺。足球機(jī)器人比賽系統(tǒng)是典型的多智能體系統(tǒng)，其中的全自主式足球機(jī)器人是一種實(shí)時的自主運(yùn)動的智能機(jī)器人，其研究涉及多個學(xué)科理論與技術(shù)，體現(xiàn)了信息科學(xué)與人工智能技術(shù)的最新成果。 文中首先對構(gòu)成JP-Robocup F2000A型全自主足球機(jī)器人平臺的主要功能模塊進(jìn)行了研究，包括運(yùn)動子系統(tǒng)、視覺子系統(tǒng)、決策子

2、系統(tǒng)等子系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)搭建。其中，足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)占有重要的研究意義，也是全自主式足球機(jī)器人的主要研究模塊之一，其研究目標(biāo)是在機(jī)器人足球競賽所規(guī)定的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，通過視覺系統(tǒng)的圖像采集與目標(biāo)識別等方法，為機(jī)器人提供所需參數(shù)。視覺系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面采用的是雙目異構(gòu)結(jié)構(gòu)，主要的視覺輸入采用松下公司出品的WV-CP240型攝像機(jī)，大恒CG400圖像采集卡和焦距為3.5-8mm的變焦鏡頭，為視覺系統(tǒng)的研究打下基礎(chǔ)。 在視覺系統(tǒng)的

3、算法研究部分，考慮到足球機(jī)器人所在的環(huán)境，以YUV顏色空間為參考空間，用閾值方法對所攝入的圖像進(jìn)行處理，采用改進(jìn)的游程編碼方法對圖像格式進(jìn)行描述，以減小存儲容量，提高機(jī)器人的處理速度。在采樣過程中提出了一種基于近似正態(tài)分布的顏色采樣模型計(jì)算各顏色閾值，取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。采用基于樹型結(jié)構(gòu)的路徑壓縮合并算法進(jìn)行圖像分割和識別。在設(shè)計(jì)機(jī)器人定位算法過程中，本文綜合分析了已有的定位算法或技術(shù)，提出了采用攝像機(jī)針孔模型和基于路標(biāo)的幾何計(jì)算算法