基于颜色信息足球机器人视觉跟踪算法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第40卷第6期大连理工大学学报Vo1．40．No．62000年11月Journ~ofDalianUniversityofTechnologyNfly．20007z7／2，，文章编号t1000-8608(2000)06—0729-04基于颜色信息足球人视觉跟踪算法欧宗瑛，袁野。，张艳珍T22、2(1．大连理工大学机械工程学院CAD~CG研究所，辽宁大连1160242．大连理工大学电子与信息学院自萄化幕，辽宁大连116024)摘要：机器人足球比赛是一项非常耋杂的高技术对抗活葫。其中快速准确地识别小球和机器人小车是决策厦

2、控制的基础．在足球机器人柱觉跟踪中，颤色信忠是最主要的识别舟割依据。由于HSV模型更接近人眼对颤色的薅知．在不同光j!f【条件下，色调参教H教值较穗定，比较适台用做识别赴理的基础．目此使用色调H和亮度作为识别颤色的参敷．同时为了提高识尉逮度，作了一些改进。井提出一种橙色高尔夫球和机器人小车的快速识别算法试验快速准确，证明了该算法的可靠性和有鼓性．机器人。-．g葶中键图分类：．号垫：里：TP242．62文献标识码：A机器人足球比赛(Micro—Robot、ⅣbrIdCup及球队标记(蓝色或黄色)混请．比赛规则与真正SoccerTournament，简称MIROSO

3、T)是一项非常的足球比赛相似，球被撞人对方球门则得分，比赛复杂的高技术对抗活动，涉及到实时机器人视觉、期间得分多者为胜队．机器人控制、无线通讯、机器人的管理以及模式识快速的视觉跟踪算法对比赛的胜负起到了重别等多个研究领域．自足球机器人比赛出现以来，要的作用，视觉数据获取得越快，通过相应决策，得因其富有挑战性而受到了人们的广泛关注．视觉到机器人的下一个行为就越快，机器人的动作也就跟踪系统是其中非常重要的一部分，是决策及控制越快．采用本文介绍的视觉识别算法，在CCD摄的基础，只有快速准确地跟踪机器人和足球的位置像机以每秒6O帧的速度摄取图像时，仍能快速准及运动方向，

4、迅速作出相应决策，才能使球队立于确地跟踪6个机器人及1个高尔夫球的位置和方不败之地．向．关于足球机器人的文献El~4J很多，但对视觉跟踪算法如何实现都没有提及，本文提出了使用色调2基于颜色信息的视觉识刖算法H和亮度V作为识别颜色参数的方法，并在此基在视觉跟踪中，最重要的工作就是对小球和车础上给出了视觉跟踪的识别算法．进行运动跟踪，要求能够每秒实时识别60帧图像1足球机器人比赛简介中球和车的位置和方向．需识别的视觉信息有：小球和6个机器人小车的中心位置及运动方向，本队机器人足球比赛由两个队参加，每个队由3个机器人小车的方位角，并在此基础上预测下一帧图尺寸为7．5c

5、m×7．5cm×7．5cm的机器人队员组像中小球和机器人小车的中心点以及小球的即时成，队员的顶部分别涂有黄色或蓝色的3．5cm×速度等．识别的快速性和准确性是本模块的最大3．5cm的正方形，作为球队的标记．比赛用球为橙难点．色高尔夫球，在深绿色的划有白线的130cm×902．1根据颜色信息对小球和机器人小车进行分割cm术质矩形场地上进行．视觉系统为悬挂在己队在视觉识别算法中，颜色信息是主要的识别依上空2m处的摄像机或其他传感系统，每队有一据．考虑到场地背景、小球及机器人队标都有固定台主计算机，主要用于视觉处理和其他位置辨识．为了区分本队的机器人小车，在顶部涂有队

6、员标记的颜色，这些信息有助于更有效地对机器人小车进颜色，但不得与场地(深绿色和白色)、球(橙色)以行分割．：'I~TT．BM,：维普资讯http://www.cqvip.com大连理工大学学报第40卷视觉系统大都采用CCD作为摄像输人系统，小球的色调十分接近．因而色调不能作为惟一的其典型的输出模式为RGB．在识别处理中，如能采识别依据，考虑到阴影部分的亮度很弱，而小球的用RGB颜色模型，则无需换算，可直接采用CCD亮度较强，可以再附加一个参数亮度进行识别摄像机的输出值．但是，理论分析和实验结果都表分割：明．对同一颜色属性物体，在光照光源种类、照度、>一(4)物体

7、反射特性等不同条件下，测得的RGB颜色值式中：为小球亮度的最小阈值．分布很分散，3个分量互相关联变化，占据整个颜2．2小球和机器人小车中心位置的识另I色空问的比例非常大，很难确定识别RGB的目值2．2．1根据运动图埠的特．董进行网格搜索运动范围，而且容易把并非指定颜色的物体包括进去，图像序列中的每一帧与传统的静止图像是一样的，或漏掉应该识别的部分物体．但由于画面中物体的运动是连续的，背景具有一定HSV模型则更能接近人眼对颜色的感知，它的稳定性，这就意味着上下帧之间存在着更强的相将采集的颜色信息分为色调、饱和度和亮度3种属关性．根据运动图像的这一特点，可以进行帧问

8、预性量化，其中，色调属性