文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
足球机器人全景视觉系统研究与设计
姓名:黄苗
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:邓本再
20100401
摘要全景视觉系统与传统视觉系统相比,具有大视场、信息量更丰富的优势。能供全方位的视觉信息。本论文以行妥闱蚧魅宋J笛槠教ǎ云淙ň视觉系统进行了研究与设计。阐述了全景视觉系统的硬件与软件设计步骤和方法,在分析了基于双曲面反射镜的全景视觉系统的成像原理和透视成像原理的基础上,对具有形变的全景图像的还原方法进行了研究。提出了一种能在全景图像中将水平场景图像进行无形变还原的方法。通过编程实现,图像的形变被在图像处理方法上,还提出了一种基于神经网络的颜色分类方法。并应用该方法对视觉图像进行基于颜色的图像分割。实验结果表明该方法是可行的,并能应用于足球机器人全景视觉系统的视觉图像处理。最后,提出了一种基于场地白色标线图像匹配的足球机器人自定位方法。该方处理提取出白色标志线,最后对两幅图像的白色标志线进行匹配。通过实验,结果表明该方法达到了较高定位精度和较快定位速度。关键词:全景视觉;双曲面反射镜;图像分割;神经网络;图像匹配;自定位为移动机器人完成诸如路标识别、在环境中的定位、选择行走路径等导航任务提并设计了一套视场可达5幕谒娣瓷渚档娜ň笆泳跸低场还原。法首先要建立场地模型图像,然后利用前面提出的图像处理方法对实时图像进行
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刷磁轹讶睾再日期孔易年虑腥作者签名:童彭作者签名:墨为⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤日期:砂/声,月汐日学位论文版权使用授权书长沙理工大学学位论文原创性声明,月沙日日期:砂加年本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C茚佟朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊
第一章绪论弟一早课题研究背景及意义机器人全景视觉系统概述机器人足球是在动态不确定环境下对人工智能的考验,是以体育竞赛为载体的高科技对抗,是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段,同时也是展示高科技水平的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的有效途径。享有“一个小平台上的技术战争”,“发展人工智能的新里程碑让莱啤O衷诘淖闱蚧魅比赛有两个系列:即虵C磕甓家=幸淮伪热T诒热畈?展的同时,有关足球机器人系统和足球机器人竞赛的理论研究也取得长足进展。每一届世界杯比赛之前,主办者都会举行培训和研讨班,并在比赛举行的同时召开机器人足球专题的国际学术会议。这些学术研讨和交流活动,极大地促进了视觉系统、运动规划、动作设计、策略选择等领域的相关学科的理论研究。与传统机器视觉系统不同的是全景视觉系统通过可以获得大于半球视场椒向#怪狈较。耐枷裆闳〈ǜ衅髯爸美椿竦弥芪Щ肪承畔ⅰHň笆觉系统因采用全向图像摄取传感器使其能获得比传统机器视觉系统更多更丰富的外部环境信息,从而为视觉控制与决策快速与准确提供了信息保证。全景视觉系统也因此,已逐步应用到军用机械、火星探测、视频监控、视频会议、火险救灾、沙漠探险等越来越多的领域和特殊环境。机器人全景视觉系统的组成与传统的机器视觉系统差不多一般包括:光学系统、图像摄取传感器装置、图像采集卡、图像处理单元、图像分析处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等⋯。,因此实时性不高。第二种途径是采用带有鱼眼透镜或超广角物镜摄像头,其光学系统组成如图所示。这种方式可以一次性获得大视场的全景图像,但三百下匕全景视觉系统虺迫ǚ轿皇泳跸低是机器视觉研究发展的一个组成部分。
图童。、∞嚏■骸瘢海制造困难所以一般造价比较昂贵。第三种途径是采用在不同方位安装多台摄像机通过通过图像拼接和校正将多台相机采集的图像组合成一副全景图像,如图公司研发生产的全景视觉系统采用的就是此种途径获得全景图像。此种方式同样可以一次获得全景图像。但需要采用合适图像拼接方法对各方位拍摄到的图像