文档介绍：合肥工业大学
硕士学位论文
足球仿人机器人的视觉系统的设计与研究
姓名:方辉
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:王浩
20100401
足球仿人机器人的视觉系统的设计与研究摘要足球仿人机器人比赛中的视觉系统是机器人获取信息的主要来源,能否准确快速的识别场上的目标物体是机器人设计的基石,因此仿人机器人的视觉系统设计过程中的目标识别和目标跟踪有着及其重要的意义。本文针对足球仿人机器人比赛中的具体问题,如单目测距系统的构建、如过多碰撞问题主要做了首先,在基于丈ǹ占涞亩嗄勘晔侗鸬幕∩希岷险硕г硕理和单孔成像原理构建了足球仿人机器人的单目测距系统,并与丈ǹ占上的识别效果进行了比较。并用实验分析了单目测距系统影响测距效果的各种因素,如俯仰角、机器人的动态身高、目标点的选取等。其次,针对足球仿入机器人比赛中碰撞过多的情况,介绍了人工势场法在机器人足球路径规划中的应用,针对人工势场法容易陷入局部最小的缺陷,通过增加一个随机角度生成来改进人工势场法。另外提出一种基于视觉信息的仿人足球机器人的局部路径规划方法,对机器人获取的图像进行基于颜色阈值的扫描线分割算法来获取表征障碍物的最远点,利用单目摄像机成像原理来获取最远点在机器人坐标系中的位置。为解决局部路径规划中遇到的避障问题,对机器人视觉范围进行扇区的划分,通过扇区选择函数得到可行扇区的序号来选择当前的路径方向。仿真实验证明该方法的可行性以及满足机器人足球比赛的实时性,同时分别在平均消耗时间和碰撞次数上对改进的人工势场法和基于扇区模型的方法进行了比较。球队的视觉框架的设计以及上述方法在球关键词:丈ǹ占洌坏ツ渴泳酰痪植柯肪豆婊蝗斯な瞥》ǎ簧惹P以下的工作:最后,介绍了队中的应用。
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图表清单丈ǹ占湓沧犊占淠P屯肌魅恕表分段与未分段情况下选取目标特征点的对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表不同俯仰角情况下不同距离的测试值与实际距离的误差比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯表同一俯仰角下不同身高的测距值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图改进的人工势场法流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图最优路径序列图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图基于改进的人工势场法的路径轨迹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图谏惹P偷穆肪豆旒M肌图骄氖奔洹视觉系统流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图像坐标系示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图距离计算示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图疽馔肌图仿人足球机器人比赛场地示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.際颜色空间识别对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图针孔摄像头成像示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图仿人机器人腿部关节建模图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图基于颜色阈值扫描线算法效果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图人工势场法算法流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图扇区模型示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图基于人工势场法的路径轨迹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图最远点分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图识别效果对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.
⋯一擗芳群互夕乏云蜗签字日期:跚阬月加日学位论文版权使用授权书签字日期:五矽年争月刃日独创性声明签字日期:甓试挛嗜知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,佥胆王些盔堂本学位论文作者完全了解金壁王些太堂有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权佥目巴王业太钜豢梢越宦畚牡娜ú炕虿糠致畚哪谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢圆捎糜坝⑺跤』蛏学位论文作者签名:本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我~同工作的同志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谢意。描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:导师签名:电话:邮编:
致谢大到文章的内容,小到一个表格一个公式都进行认真的修改。同时感谢人工智能与数据挖掘研究室以及计算机学院创新实验室的所有老师和同学,在我三年的研究生学习过程中,他们对我们提出许多宝贵的意见,人足球这个领域并给予我许多启发与指导,感谢施国强、尚丽、戚伟、