文档介绍：河海大学
硕士学位论文
基于大场地的足球机器人视觉系统研究
姓名:李振兴
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:周军
20070301
摘要机器人视觉系统是机器视觉系统在机器人上的特定应用,它是机器人系统的重要组成部分,实现类似于人眼的功能。本文的研究对象是年首次在中亮相的大场地足球机器人视觉子系统,针对该比赛项首先,介绍的计算视觉理论,机器视觉系统的组成原理和组成部件,从而构建了大场地足球机器人视觉系统的硬件组成。采用双摄像头同时采集图像,满足了采集图像视野及辨识图像分辨率的要求,并可避免产生球的死区。采用双机互连的方式满足大数据量图像处理和决策程序处理的要求。其次,针对大场地中光照强度严重不均的情况,对颜色模型理论进行了深入研究,并着重分析比较了、丈P偷奶匦裕乖炝嘶贖的成像模型、畸变模型和畸变校正方法,并在此基础上采用基于空间多项式的校位精度要求。对处于两摄像头重合部分的机器人或球进行了信息融合,得到其单第四,对大场地足球机器人视觉系统的色标设计进行了探讨。采用一种矩形色标设计,只用盅丈ḿ纯杀硎龌魅恕8梅椒ㄔ诨魅酥行牡愕谋媸精确性上有更大的优势,并可通过确定矩形的长轴方向准确计算出机器人的方向角,能够很好地达到色标设计的目的。最后,采用编程实现大场地足球机器人视觉系统的人机交互界面,并对基于腞颜色查找表构造、图像的多项式畸变校正,色标的识别算法做了编程实现。关键词:机器视觉,丈P停噬枷穹指睿枷窕目中场地更大,参赛的机器人数目更多等问题,对大场地的足球机器人视觉系统进行了研究设计。模型的丈畔⒖猓胁噬枷穹指睿苯饩隽斯庹涨慷炔痪褪侗实时性两项需求。第三,对短焦广角成像系统的图像畸变校正进行了深入研究。概述了摄像机正方法对大场地足球机器人比赛的场地图像进行了校正,提高了机器人及球的定一位姿信息。校正,色标设计
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论文作者┟:至垒坚槟旯露郋鹉晗嗯娜学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,本人负全部责任。论文作者┟,学位论文使用授权说明河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊馀贪电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布刊登谌ê雍4笱а芯可喊炖怼
第一章绪论计算机视觉、“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词,它体现了人类长期以来的一种愿望,即创造出一种像人一样的机器或人造人,以便能够代替人去进行各种工作【”。从古至今,人类以自己非凡的想象力,不断地对这种能代替人去工作的装置进行着探索。我国东汉时期,张衡发明的指南车是世界上最早的机器人的雏形,当然它与我们今天看到的机器人还有很大的差距。进入世纪,随着机器工业的发展,机器人技术有了长足的进展。年,美国人乔治·德沃尔设计了第一台电子程序可编的工业机器人,并于年发表了该项机器人的专利。它的关键是计算机与机械手配合使用,从而成为一台可“示教”而自动地完成各种任机器人在其发展中不断借鉴其它学科的知识成果,向着智能化方向发展。年代早期,。此研究项目后来成为苹囊徊糠郑诨凳稚嫌衷黾恿说缡摄像机,开始进行机器视觉研究。年代后期,麦卡锡于年和他在斯坦福的计算机的开发情况。他们表演了一套能识别语音命令、“看见”散放在桌面上的方块和按指令进行操作的系统【。年,“机器人王国”日本也在从美国引进的魅松显黾恿耸泳豕δ埽蛊涑晌R恢种悄芑幕魅恕代,大量的研究工作都把重点放在使用外部传感器来改善机械手的操作。现在,机器入学已经发展成为一个非常广阔的研究领域,它所涉及的范围从机械和电气元件的设计到传感器技术、计算机系统和人工智能。由于人类感知外部世界的信息,其中约%是通过视觉获得的,所以视觉传感器在机器人技术中的采用,使机器人真正向人的意义上靠近。秸叩母拍钣肓O计算机视觉是采用图像处理,模式识别,人工智能技术相结合的手段,着重于一幅或多幅图像的计算机分析。图像可以由单个或多个传感器获取,也可以是单个传感器在不同时刻获取的图像系列。分析是对目标物体的识别,确定目标物体的位置和姿态,对三维景物进行符号描述和解释。机器视觉则偏重于计算机视觉技术的工程化,能够自动获取和分析特定的图像,以控