四足机器人视觉系统研究与实现

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1、摘要摘要机器人足球赛是当前智能控制领域的热点问题，是国际人工智能协会研究的标准问题和公共平台。视觉系统是自主机器人的底层功能，对机器人的性能表现有着举足轻重的作用，也是当前国际自主机器人研究的焦点领域。本文以Robocup四足机器人足球赛为背景，以国际上先进的SONY四腿机器人作为硬件平台，多方面探讨其视觉的机制和实现方法，并通过实验加以检验。RoboCup四足机器人足球赛中，如何在机器人运动情况下提高系统的准确性是设计视觉系统的关键。本文介绍了一种基于四足机器人的视觉系统。实现了一种基于YuV的改进的颜色空间查找算法，用于学习训练目标

2、对象的颜色阈值，摒弃了传统长方形的颜色空『白j，提高了颜色分类的速度与精度；根据离线获得的阈值，对目标区域进行色彩分割和区域寻找与合并；同时对机器人身体进行建模，通过对机器人身体的加速传感器进行滤波，获取机器人运动时准确的身体倾斜度，旋转度以及摄像头的准确位姿；根据机器人当前的身体位姿，在机器人运动情况下分析目标区域的属性以获取目标对象，并计算目标对象的特性；在目标对象识别的基础上，根据对机器人模型和机器人位姿的分析，迸行两维到三维的逆变换，测定目标对象与机器人之

3、'日J的距离。实验证明，该方法能准确地进行目标对象的识别，并且实时性很好

4、。以上面介绍的方法为核心，利用Sony公司提供的OPEN．R开发环境，成功地实现了四腿机器人比赛系统的视觉模块，并在2006年德国机器人世界杯上取得了良好的表现。关键词：四腿机器人足球赛，颜色空问，机器人建模，目标识别，距离测定AbslraclABSTRACTRobotSoCCerisoneofthemainconceFnsinartit'．cialintelligenceresearch．Asakeypartofrobotperformance，visionsystemisthefundamentallayersofautonomou

5、srobotsystem．IthasbeenthefocusofculTentinternationalautonomousrobotresearcharea．UsingadvancedSONY4-leggedrobotashardwareplatform，thisarticlewilldiscussitstheoriesandimplementation，andverifyitbyexperiments．ForRoboCupfour-leggedleague，theaccuracyofvisionprocessisverycrucia

6、lwhentherobotsarealwaysmoving．Thisthesispresentsanadvancedvisionsystemfortherobots．Toimprovetheprecisionofofflinecalibration，anadvancedcalibrationalgorithmisimplementedbasedonYUVgamut，whichhasabandonedthetraditionalrectanglecolorspace．Thenasegmentdetectionalgorithmisappl

7、iedtothesegmentedimage，whichisbaseontheofflinethresholds．Atthesametime，inordertogettheaccuratebodytilt，bodyrollandcameraposeoftherobot，themodelofrobotbodyisestablishedthrou曲filtertheaccelerators．Basedonthismodel，anobjectdetectionmethodisappliedemployingrobotposetorecogni

8、zetheobjects．Accordingtotherobotmodel，thedistancesbetweenobjectsandrobotsarccalculatedbytheinversetransformationfromtwodimensionstothreedimensions．Theexperimentalresultshdwsthevalidityofthemethod．Accordingtothemethodpresented，thevisionmoduleofthesoonersystemoffour-legged

9、leagueisconstructedundertheOPEN—RdevelopmentenvironmentoffendbySonyCorporation．Andthevisionmodelplayedw