仿人足球機(jī)器人視覺和決策系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、足球機(jī)器人的研究在近幾年得到了迅速發(fā)展，使得這個(gè)多學(xué)科交叉的課題受到越來越多的關(guān)注。本文的研究對(duì)象是RoboCup標(biāo)準(zhǔn)組足球機(jī)器人，整個(gè)比賽系統(tǒng)包括視覺系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等系統(tǒng)，本文著重對(duì)機(jī)器人的視覺和決策系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。
　　視覺系統(tǒng)需具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和魯棒性。本文中采用COMS攝像機(jī)作為圖像采集設(shè)備。在視覺系統(tǒng)中，定義了機(jī)器人與圖像的坐標(biāo)關(guān)系;標(biāo)定了攝像頭的內(nèi)部參數(shù);構(gòu)建了基于k-d tree的顏色查找表，使圖像

2、分割效果更好;針對(duì)COMS攝像頭的運(yùn)動(dòng)圖像畸變，研究了其校正方法，提出了針對(duì)Nao機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)圖像校正方法;為了減少圖像處理量，降低干擾源，計(jì)算了視覺水平線。結(jié)合系統(tǒng)的視覺任務(wù)要求，采用網(wǎng)格與變步長的方法來分割圖像，建立分割線，利用分割線之間的關(guān)系不斷對(duì)其進(jìn)行迭代，重建各個(gè)目標(biāo)的區(qū)域。按照目標(biāo)物的不同要求對(duì)重建的區(qū)域進(jìn)行分類識(shí)別，獲得了足球比賽場景的信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)足球場地上各個(gè)目標(biāo)物的快速識(shí)別，相對(duì)于其他的方法具有較好效果。另外，針對(duì)不

3、同光照的足球比賽場景的識(shí)別，給出了一種基于YUV顏色特征的二維空間閾值的方法，該方法對(duì)不同光照條件具有較好的適應(yīng)性。
　　決策系統(tǒng)是足球比賽中的一個(gè)關(guān)鍵部分，它須滿足有效性和實(shí)時(shí)性。因此對(duì)決策系統(tǒng)的模型和算法提出了很高的要求。本文在明確了決策系統(tǒng)的任務(wù)后，采用自動(dòng)狀態(tài)機(jī)對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行管理，在視覺感知的基礎(chǔ)上對(duì)足球機(jī)器人的射門算法進(jìn)行了詳細(xì)討論，提出了一種快速的射門算法，該算法具有較好的快速性和較高的準(zhǔn)確率;結(jié)合射門算法對(duì)機(jī)器人