robocup中型组足球机器人视觉和决策系统的研究与设计

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1、RoboCup中型组足球机器人视觉和决策系统的研究与设计硕士学位论文答辩看球吧http://www.bakq.cn/演讲的结构首先足球机器人比赛中型组足球机器人的系统结构然后主要内容：视觉子系统和决策子系统最后本文的工作进行简要的总结足球机器人的背景1992年，加拿大不列颠哥伦比亚大学的AlanMackworth教授在国际上首次提出了足球机器人的概念。1996年，在日本名古屋正式成立了“机器人足球世界杯”(theRobotWorldCupSoccerGames,RoboCup)。1997年6月，第二届微型机器人足球比赛在韩国举行，在此期间，国际机器人足球联盟(Feder

2、ationofInternationalRobot-soccerAssociation,FIRA)宣告成立。RoboCup和FIRA两个组织每年各举办一次国际性的足球机器人大赛。RoboCup足球机器人仿真组SimulationLeague小型组SmallSizeRobotLeague中型组MiddleSizeRobotLeague四腿组SonyLeggedRobotLeague类人组HumanoidLeagueRoboCup机器人比赛RoboCup中型组足球机器人的研究意义中型组足球机器人的系统组成中型组足球机器人机械结构图中型组足球机器人的系统组成中型组足球机器人控

3、制系统图主要内容视觉子系统任务分析RoboCup中型组足球机器人比赛场地视觉子系统任务分析主要内容全向视觉传感器全向视觉传感器及其几何模型全向视觉传感器常规曲面反射镜优缺点对照表曲面优点缺点球面加工容易，散光小；有一个焦点，不需要有大的焦距就可以获得聚焦图像；全向图不能转换成常规的透视图像；全向图的边缘有畸变；锥面加工容易；可以多面镜子构成镜面阵列；散光大，没有焦点；全向图不能转换成常规透视图像；需要有大焦距才能获得聚焦图像；双曲面全向图可以转换成常规透视图像；曲率小时散光不是很大；是最适宜于标准摄像机的光学系统；加工困难；双曲线的焦点需要放置在摄像机的中心位姿，所以其

4、设计不灵活；抛物面全向图可以转换成常规透视图像、圆柱图像；抛物面镜加远光镜头是最理想的光学系统；加工困难；远光透镜价格昂贵；全向视觉传感器垂直等比镜面设计示意图水平等比镜面设计示意图全向视觉传感器全向反射镜实物F=.184619949720554717236095e-7*t^6-.269431886051147321750479e-5*t^5+.155724546553826165631862e-3*t^4-.444945845266700619469180e-2*t^3+.684349249083256727654856e-1*t^2+.144231514843774

5、888401384*t-.897810363982420589490374e-1曲面函数F(t)主要内容彩色图像目标识别常用的彩色图像分割准则：（1）RGB颜色空间分割基于CLUT的颜色空间分割优点：速度快，图像二值化简单缺点：对环境的适应性差（2）HSL颜色空间分割基于阈值的颜色分割优点：便于阈值拓展，对环境的适应性好缺点：速度慢彩色图像目标识别RGB空间和HSL空间分割方法的综合利用：（1）利用HSL颜色模型建立完备的RGB空间上的CLUT—建立CLUT时，先将颜色采样数据从RGB空间转换到HSL空间—然后根据经验进行阈值拓展，求出合适的HSL空间上的阈值—然后将该

6、阈值区间上的所有点转换到RGB空间并填充颜色查找表（2）颜色分割采用基于CLUT的RGB空间的分割方法彩色图像目标识别基于CLUT的动态窗格目标搜索算法（1）搜索起点：上次目标的中心位置或图象中心；（2）从起点起，上下左右各外扩s得到起始搜索窗格Ak－1；（3）搜索完成后若没有发现目标，外扩一圈，依次搜索Atop、Aleft、Aright、Abottom；（4）依次类推，直至搜索完整幅图象。彩色图像目标识别基于CLUT的区域生长算法（1）选取种子点；（2）以为中心，考虑4邻域像素，，，，如果该点未被处理且符合生长准则，将该点与之合并，同时将该点压入堆栈；（3）如果堆栈不

7、为空，从堆栈中弹出一个像素，把它当做；回到步骤（2）；（4）区域生长完毕。彩色图像目标识别基于CLUT的变步长区域生长算法如果我们在区域生长的时候，对每个种子点处理的不是其4邻接像素，而是在垂直或水平方向上与其隔一个象素的点，我们称生长步长为2。当目标面积较大，超过一定的阈值时，则改用较大的步长。彩色图像目标识别颜色面积颜色重心内径外径经度边界1经度边界2主要内容视觉子系统的软件实现决策进程进程1进程0视觉进程系统初始化人系统设置坐标变换数据发送仿真显示图像采集颜色分割目标识别位置标定线程1线程0Socket人机交互消息启动视觉子系统的软