微型足球机器人视觉信息处理技术的研究

【摘要】：足球机器人是当前机器人领域的一个研究热点。它融合了信息、自动化、通讯、机电一体化和人工智能等关键技术，同时为相关领域内的理论研究提供了一个良好的实验和测试平台。 足球机器人视觉系统是整个足球机器人系统中不可或缺的一部分。视觉系统担负着获得所有比赛信息的任务，是整个足球机器人系统正常运作的基础。视觉系统的性能直接影响着系统的整体性能。高实时性和一定的识别精度是对视觉系统设计的基本要求。视觉系统的工作过程就是在保证实时性能要求和识别精度的前提下的视觉图象处理过程。这个过程主要包括了颜色信息的处理、目标的搜索与标定方法、目标参数位姿参数的计算等方面。 本文在对足球机器人视觉系统深入分析的基础上，根据足球机器人的特点，提出了采用快速HSI彩色空间变换、在HSI空间下对机器人目标进行识别的方法。改进了机器人颜色标志的设计，新色标设计方案更符合当前硬件条件的要求。本文还对新方案下目标位姿参数的计算方法进行了分析，实现了新色标设计方案下的参数计算。结合足球机器人的特点，本文还提出了一种基于动态窗口跟踪的快速目标搜索方法，并对其实现过程作了详细的分析。最后，对足球机器人视觉软件结构进行了分析，完成了视觉系统处理软件及程序操作界面编制及调试工作。