文档介绍：东南大学
硕士学位论文
RoboCup中型组机器人视觉系统的设计与研究
姓名:陈伟
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:毛玉良
20080326
行妥榛魅耸泳跸低车纳杓朴胙芯摘要向视觉系统,基本上实现了整个比赛场地图像的实时采集与动态存储,场地多目标的颜色分割和识色分量光照相关性较大,易产生干扰,因此要对原始的图像信息作预处理,先将目标识别转至本文以第三代全自主机器人为研究对象,在了解近年来热嬖蚣翱U骨榭龅那疤嵯拢结合研制需要,设计和制造了一套由全向反射镜、图像采集设备和视觉处理软件组成的折反射式全别,动态目标的实时跟踪和机器人的特征点定位,从而为决策层和执行层提供了场地和目标信息。全向视觉系统的图像质量和精度取决于二次成像过程中反射镜的特性,因此,针对比赛场地的特点和图像处理的要求,本文根据水平和垂直方向的成像原理,分析并得到了反射镜面特性曲线和水平、垂直方向畸变关于像素距离和实际距离之间的二阶微分关系。由此,从控制反射镜视场角出发,设计并实现了易于加工的常规双曲面反射镜;再从控制畸变出发,又设计加工了组合反射镜面。在图像摄取方面,彩色信息具有非常丰富的视觉特性,但目前摄像机常用的彩色空间模型各颜空间进行,再结合直方图去噪,经预处理的图像信噪比效果有大幅改善。针对比赛场地中识别球、球门和标准参照物的颜色特征,研究了关于彩色图像多阈值分割的算法。所编制的相关软件功能达到了预期的识别目的:全向视觉系统的图像处理效率是机器人决策和控制的关键。实时性不仅与摄像机和视频卡的采集频率有关,还在很大程度上取决于图像处理的算法。本着“空间换取时间”的原则,本文建立了颜色空间转换库和目标颜色分析库,并将繁复的浮点运算和迭代改为查表,提高了处理效率;同时,对传统的游程长度编码算法从扫描方式上加以改进:对中值滤波算法的中值判断上加以优化。这些算法的引入或改进,显著地提高了图像处理的速度。在己建立的目标识别功能的基础上,依据场地上提取的特征点,关于特征点距离和角度信息,探索了机器人自定位的算法。关键词:全向视觉,多阈值分割,游程长度编码,自定位研究生姓名:陈伟导师姓名:毛玉良学校名称:东南大学
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研究生签名:衅导师签名::旦显:兰:东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明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,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一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了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,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,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第一章绪论课题研究背景⒄辜蚪姆⒄挂庖寮捌溲芯考壑高奖——”计算机与思维”大奖的北野宏明。联合会负责世界范围的学术活动和竞赛,包括每年一届手;第二代具有外部传感器装置,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理分析,系列活动是一项综合教育与科研的国际性活动。机器人世界杯是提出的,经过甑目尚行钥疾欤月,组委会正式宣布将举行世界性的机器人交流会和机器人足球赛。年,柿:匣岢闪ⅲ⒂暝谌毡揪傩辛吮硌萑首届热盎嵋樵谌毡镜拿盼菥傩校佣J迪只魅俗闱蚨踊靼苋死嘧闱蚴澜绻诰梦想迈出了坚实的第一步,以后每年举办一届。年在法国巴黎,年在瑞典斯德哥尔摩,年在澳大利亚墨尔本,年在美国两雅图,年在日本福冈,年在意大利帕多瓦,年在葡萄牙里斯本,年在日本福冈,年在德国的不来梅,年在美国的亚特兰大举行。年将在中国的苏州举办,这将是首次在中国举行的机器人足球世界杯。国际:匣崾鞘澜缟瞎婺W畲蟮摹⒄贾鞯嫉匚坏幕魅俗闱蚬首橹懿可柙谌鹗浚现有成员是国际著名科学家、在蠡嵘匣竦霉嗜斯ぶ悄茏的世界杯赛和学术研讨会,并为相关的本科生和研究生教育提供教材、软件等支持。除国际:匣嶂猓褂衅渌恍┕首橹F渲薪洗蟮囊桓鍪荈米橹懿设在韩国大田,现有成员国多个,每年举办一次国际性比赛。与闹饕G鹬是采用不同的技术规范:允许一支球队采用传统的集中控制方式,相当于一支球队中的全体队员受同一个大脑的控制:而G蟊匦氩捎梅植际娇刂品绞剑嗟庇诿扛龆釉庇凶约旱拇竽裕因而是一个独立的”主体”。最初机器人足球赛是主要的大会活动,如今机器人世界杯分为糠郑夯魅俗闱蛉嗌倌机器人杯和抗险救灾机器人,参加者可全