文档介绍：机器人足球比赛是近年来在国际上迅速开展起来的高技术对抗活动,是体育与高科技结合的产物。视觉系统是机器人系统比赛成败的最关键因素之一。目前全自主中型组机器人的视觉传感主要是由全景视觉子系统组成。由于全景视觉子系统的二段式等比例反射镜设计的缺陷,有可能无法得到近距离图像(60cm之内),造成了机器人近区域的视觉盲区。为了克服这样的缺点,本论文以AVR单片机核心CPU器件,采用OmniVision公司生产的OV6620CMOS图像传感器,研制一种基于单片机的足球机器人近距离视觉传感装置。本文对该装置的软硬件设计作了详细的描述和分析。实验证明该装置结构简单,体积小,能够对特定颜色进行识别,实时性好,运行稳定,基本克服机器人在盲区内对目标红球信息的掉失现象。本文的主要工作如下:(1)首先介绍了足球机器人视觉系统、单片机与嵌入式系统和嵌入式视觉系统的发展概况及研究现状;其次简单介绍了全自主机器人足球比赛系统,重点介绍了它的视觉子系统和缺陷及解决方案。(2)分析基于单片机视觉装置所要求的功能,制定总体设计方案,并详细阐述了视觉装置的各部分的设计过程,重点介绍处理器单元,CMOS图像传感器单元,与及它们的接口单元。(3)介绍了嵌入式视觉系统的软件开发环境以及软件设计流程。根据视觉装置的功能要求进行软件设计,详细阐述了视觉装置各部分的软件设计,分别给出了各部分的流程图。(4)首先给出了满足设计要求的装置实物图,并详细介绍了装置两种模式下的实验过程,并对实验结果进行了分析。其次提出了实验当中出现的问题和相应的解决方法。论文最后进行总结,说明研究的创新点与研究成果,也对课题研究不足和改进之处提出了展望。关键词:足球机器人;AVR单片机;0V6620;嵌入式视觉系统;目录摘要 1第一章绪论 9第二章全自主中型组机器人足球比赛系统简介 14第三章视觉装置的硬件设计 29第四章 视觉装置的软件设计 50第五章系统实验与结果分析 55总结 ,是近几年迅速兴起的高科技对抗活动。训练机器人进行足球比赛的设想是由加拿大大不列颠哥伦比亚大学教授A1anMackworth在1992年首次提出的[1,2],其目的是通过机器人足球比赛,为人工智能和智能机器人学科的发展提供一个具有标志性和挑战性的课题,为相关领域的研究提供一个动态对抗的标准化环境。中型组机器人足球赛(RoboCupMiddleSizeLeague)[6]是RoboCup机器人足球世界杯的主要项目之一。中型组机器人足球比赛要求机器人完全自主,不允许任何形式的场外干预。视觉系统是整个机器人足球比赛的关键,它从二维投影中恢复有用信息,将图像作为输入,根据图像建立现实环境的模型,进而产生控制输出。通过视觉系统,能够识别出球、球门等特征以及机器人的色标,确定本方机器人、对方机器人以及球的位置和角度,从而为比赛决策系统提供信息。目前中型组机器人足球的视觉系统主要是由全景视觉和前向单目视觉组成,但是由于二段式等比例反射镜面设计缺陷造成机器人近距的盲区。机器人在这些区域内不能准确判断球的具体位置,当遇到球离自己很近或者是贴近自己的时候,机器人只能是做某一特定的动