半自主足球机器人中彩色图像对光照不变性研究

【摘要】：半自主足球机器人主要通过视觉传感器对彩色目标进行识别,视觉系统对目标的识别主要是基于目标的颜色特征,由于半自主足球机器人比赛场地大,赛场光线不均匀,容易形成明暗,阴影和高光的区域,从而对同一目标体形成较大差异的颜色外观,这严重影响了基于颜色的图像分割算法的有效性,因此光照问题成为足球机器人彩色图像处理中的瓶颈之一。本文首先分析了半自主足球机器人系统结构,研究了光照对足球机器人视觉系统的影响及常用的彩色图像的光照处理方法。并对颜色视觉理论及其发展进行了研究,详细介绍了三色理论,彩色恒常性理论,视网膜皮层理论和双色性反射模型理论。重点分析了基于双色性反射模型的光照处理算法。通过采用基于三维直方图交集的颜色相似度的计算方法对各种基于双色性发射模型的各个彩色不变分量进行了对比研究。实验表明,rgb, h, s, yuv, clc2c3在光照的能量发生较大变化时,它们的识别能力降低,彩色空间111213,mlm2m3,plp2p3其识别能力也是有所降低,但是仍然对光照的变化不敏感。由于足球机器人目标识别是基于颜色特征的,而11123,mlm2m3,plp2p3虽然对光照变化不敏感,但是它们是RGB的非线性组合,主要应用于图像检索等领域,不适合足球机器人视觉系统。根据半自主足球机器人目标颜色的特点,利用类内散布矩阵、类间散布矩阵和迹准则对8种颜色分量进行提取,最终提出了基于双色性反射模型的HSv颜色模型。论文最后介绍了视觉系统软件的各组成模块功能和程序流程,并介绍了人机交互界面,通过与其他的颜色模型对比,在实际的比赛平台中验证了基于双色反射模型的HSv颜色模型具有很好的彩色不变性。

【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP391.41

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	【引证文献】
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前1条

1	葛磊华;基于粒子群算法的半自主足球机器人彩色图像光照不变性研究[D];中国海洋大学;2012年

	【参考文献】
	【参考文献】

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前6条

1	陈小平;国际机器人足球(RoboCup)最新进展[J];机器人技术与应用;2001年01期
2	李实,徐旭明,叶榛,孙增圻;国际机器人足球比赛及其相关技术[J];机器人;2000年05期
3	洪炳熔,韩学东,孟伟;机器人足球比赛研究[J];机器人;2003年04期
4	薛向阳,罗航哉,朱兴全,吴立德;一种新的颜色相似度定义及其计算方法[J];计算机学报;1999年09期
5	李金宗,张泽旭,魏祥全,王雨晖;基于双色性反射模型的彩色不变特征的研究[J];系统仿真学报;2001年S2期
6	蔡珣,孟祥旭,向辉;光照色调颜色恒常性算法研究[J];中国图象图形学报;2004年08期

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前2条

1	夏思宇;彩色图像序列的人脸检测、跟踪与识别研究[D];东南大学;2006年
2	张志伟;可变光照条件下的人脸识别技术研究[D];河北工业大学;2007年

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前2条

1	李奎;集控式足球机器人视觉系统的研究[D];河海大学;2006年
2	凌云峰;移动机器人全景视觉应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	杨广俊,战学刚;足球机器人视觉系统的目标识别策略[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
2	王正光,张奇志;基于RoboCup仿真机器人决策系统设计方法[J];北京机械工业学院学报;2003年03期
3	唐作吟,何建华,杨宗凯,刘星,刘澜;视频特技中钢丝绳的检测与消除技术的研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年04期
4	吴振宇;李航;冯林;杜猛;;多传感器数据融合在轮式机器人朝向角控制中的应用[J];传感器与微系统;2011年07期
5	牟丽莎;徐健;;色彩聚类在车牌颜色识别中的研究与应用[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年15期
6	王波;景征骏;;MiroSot大场地足球机器人系统的软件体系结构研究[J];电脑知识与技术;2008年34期
7	李江;周荣辉;;ARToolKit图像匹配相似度定量度量分析[J];电脑知识与技术;2010年16期
8	陈波;陈梅;方敏;李鑫;陈薇;蒋琳;;电类专业大学生创新能力培养的探索与实践[J];电气电子教学学报;2009年S2期
9	欧伟明;;机器人足球比赛无线通讯子系统的设计[J];电气自动化;2007年04期
10	程文娟;物料颗粒度及平均灰度的特征提取[J];淮北煤师院学报(自然科学版);2001年02期

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前10条

1	李东亮;王海花;;足球机器人决策系统模型研究[A];经济策论（上）[C];2011年
2	杨关良;李忠杰;徐小杰;;基于代表色的图像检索方法研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
3	楚威;程显毅;黄胜;;RoboCup中Agent的角色[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
4	顾兴中;董陵;薛传宝;何娟;;RoboCup中多Agent体系结构与策略的研究[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
5	刘治军;赵永亮;梁以业;禹建丽;;RoboCup中一个射门函数干扰值确定方法的研究[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
6	仵博;宁志宇;吴敏;;一种基于行为的双层动态智能体结构[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
7	张淑军;孟庆春;;MAS中的个体学习与群体学习及在足球机器人仿真系统中的应用[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
8	白利勇;黄鸿;赵增荣;;Robocup中型组足球机器人设计简述[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
9	杨其宇;彭刚;高健;杨涛;伍翼;王敏;黄心汉;;足球机器人系统中几种颜色模型的比较与分析[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
10	潘凌寒;程显毅;;RoboCup仿真比赛中机器学习问题的研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年

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前10条

1	陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
2	杨锦园;基于传感器管理的移动机器人融合算法研究[D];华中科技大学;2010年
3	鹿瑞;自然图像的颜色恒常性计算研究[D];北京交通大学;2010年
4	夏益民;基于传感器信息融合的移动机器人定位与地图创建研究[D];广东工业大学;2011年
5	卢思军;立体匹配关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
6	陈溟;足球机器人彩色图像对光照不变性研究[D];中国海洋大学;2011年
7	刘笑嶂;核方法的若干关键问题研究及其在人脸图像分析中的应用[D];中山大学;2010年
8	雷亮;互联网环境下图像检索若干问题研究[D];重庆大学;2011年
9	钟碧良;机器人足球系统的研究与实现[D];广东工业大学;2003年
10	杨红卫;小麦品质分析的信号处理方法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年

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前10条

1	金甲;全景视觉图像去噪与增强方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2	隋龙;基于DSP的嵌入式高分辨率全景图像处理系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3	叶东华;基于全景视觉的图像配准方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4	纪兴;基于行为的多机器人体系结构研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5	何太云;Robocup小型组足球机器人设计与优化[D];大连理工大学;2010年
6	陈哲平;基于MSRS 5vs5仿真足球机器人决策系统的研究[D];长沙理工大学;2010年
7	张煌辉;基于动态人工势场的路径规划研究与应用[D];长沙理工大学;2010年
8	门琳娜;基于全向视觉的足球机器人定位的研究[D];长沙理工大学;2010年
9	李莹莹;基于计算机图像处理技术的人眼变化识别系统[D];沈阳理工大学;2010年
10	吴国立;微小型机器人嵌入式控制软件的设计与实现[D];电子科技大学;2010年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

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前8条

1	陈水利;蔡国榕;郭文忠;陈国龙;;PSO算法加速因子的非线性策略研究[J];长江大学学报(自科版)理工卷;2007年04期
2	韩璞,王学厚,李剑波,王东风;粒子群优化的模糊控制器设计[J];动力工程;2005年05期
3	王守觉;丁兴号;廖英豪;郭东辉;;一种新的仿生彩色图像增强方法[J];电子学报;2008年10期
4	陈小平;国际机器人足球(RoboCup)最新进展[J];机器人技术与应用;2001年01期
5	吴宪祥,郭宝龙;集控式足球机器人系统关键技术研究[J];计算机工程;2005年17期
6	陈锻生,刘政凯;彩色图像人脸高光区域的自动检测与校正方法[J];软件学报;2003年11期
7	贺益君;陈德钊;;适于混合整数非线性规划的混合粒子群优化算法[J];浙江大学学报(工学版);2008年05期
8	余欣梅,李妍,熊信艮,吴耀武;基于PSO考虑谐波影响的补偿电容器优化配置[J];中国电机工程学报;2003年02期

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前2条

1	夏思宇;彩色图像序列的人脸检测、跟踪与识别研究[D];东南大学;2006年
2	蒋晓悦;光照变化条件下的人脸检测与识别算法研究[D];西北工业大学;2006年

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前7条

1	李奎;集控式足球机器人视觉系统的研究[D];河海大学;2006年
2	汤磊;集控式足球机器人视觉系统的研究[D];西华大学;2008年
3	刘乐元;集控式足球机器人视觉系统的研究与实现[D];武汉工程大学;2007年
4	鲁丹;粒子群算法在移动机器人路径规划中的应用研究[D];武汉科技大学;2009年
5	随聪慧;粒子群算法的改进方法研究[D];西南交通大学;2010年
6	蚩志锋;改进的粒子群优化算法及其应用研究[D];华中师范大学;2010年
7	彭先胜;基于粒子群算法的配电网络重构研究[D];西安理工大学;2010年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前10条

1	王文学,徐心和;机器人足球:高科技的对抗[J];百科知识;2000年10期
2	王文学,赵姝颖,孙萍,徐心和;多智能足球机器人系统的关键技术[J];东北大学学报;2001年02期
3	庞之浩;美欧掀起火星探测新热潮[J];导弹与航天运载技术;2004年02期
4	马金发,刘强;高速总线IEEE 1394的性能分析[J];电工技术杂志;2002年10期
5	欧宗瑛,袁野,张艳珍;基于颜色信息足球机器人视觉跟踪算法[J];大连理工大学学报;2000年06期
6	姜大志,孙俊兰,郁倩,丁秋林;标准图形法求解相机镜头非线性畸变的研究[J];东南大学学报(自然科学版);2001年04期
7	邢昕,汪孔桥,沈兰荪;基于器官跟踪的人脸实时跟踪方法[J];电子学报;2000年06期
8	丁嵘,苏光大,林行刚;使用关键点信息改进弹性匹配人脸识别算法[J];电子学报;2002年09期
9	焦李成,谭山;图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J];电子学报;2003年S1期
10	张全法,何金田;提高广角成像系统几何畸变数字校正精度的方法[J];光学技术;2001年03期

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前3条

1	曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
2	山世光;人脸识别中若干关键问题的研究[D];中国科学院研究生院（计算技术研究所）;2004年
3	刘青山;人脸跟踪与识别的研究[D];中国科学院研究生院（自动化研究所）;2003年

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前2条

1	王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2	吴自新;全景视觉系统设计与图像处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

	【相似文献】
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前10条

1	孙刚,李永新,皮骄阳,李尚荣,陈盛,朱璐;Robocup小型足球机器人的运动分析与控制——Robocup系列研究之三[J];自动化与仪表;2003年06期
2	李绍民 ,刘任平;全自主足球机器人视觉系统的方案分析与比较[J];微计算机信息;2004年09期
3	佟海军,张广文,程福,刘中华;双轮驱动足球机器人加速性能的研究[J];机械与电子;2004年10期
4	岑汉彬,杨宜民;足球机器人中电动机控制系统的研究[J];微特电机;2005年01期
5	赵姝颖,高大志,柏立军,徐心和;提高足球机器人系统实时性能的硬件优化方法的研究[J];机器人;2000年02期
6	王文学,孙萍,徐心和;足球机器人系统结构与关键技术研究[J];控制与决策;2001年02期
7	;足球机器人野心无止境[J];太空探索;2001年10期
8	李绍民;嵌入式足球机器人视觉系统的硬件设计[J];辽宁工程技术大学学报;2004年04期
9	廖华丽,傅湘国,吴畏,陆志华;足球机器人车体三维仿真优化设计[J];哈尔滨工业大学学报;2004年07期
10	刘任平,谢铁军,程涛;玩具足球机器人红外线通信装置设计[J];电子技术;1999年12期

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前10条

1	王相东;;足球机器人制作[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
2	丁冠英;熊蓉;;基于DSP控制器的足球机器人小车的设计与实现[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
3	石建萍;尹义龙;杨栋;李铁军;;基于阈值法的足球机器人击球器状态检测[A];第三届和谐人机环境联合学术会议（HHME2007）论文集[C];2007年
4	左宏涛;卢锦波;冯新桓;;基于改进遗传算法的足球机器人角色分配[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议（CACIS·2009）暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集（上册）[C];2009年
5	徐大宏;;基于彩色识别的足球机器人视觉系统研究与实现[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议（CIG’2001）和第一届全国虚拟现实技术研讨会（CVR’2001）论文集[C];2001年
6	罗娟;;混合空间法在彩色图像增强中的应用[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年
7	程卫东;黄继武;刘红梅;;基于彩色图像亮度分量的隐形水印盲检测算法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议（CIG’2001）和第一届全国虚拟现实技术研讨会（CVR’2001）论文集[C];2001年
8	范立南;韩晓微;徐心和;;基于HSI空间彩色图像多结构元形态边缘检测研究[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学（CAD/CG）学术会议论文集[C];2004年
9	陈静;徐丹;;一种去除灰度及彩色图像随机噪声的方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
10	李莉;宗福建;;BCH纠错编码在信息隐藏技术中的应用[A];第十届全国容错计算学术会议论文集[C];2003年

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前10条

1	刘培香;我国首个双足足球机器人问世[N];中国航天报;2004年
2	帷幄;巧妙复印彩色图像[N];中国电脑教育报;2005年
3	张承东;NCR iTran8000获金融展“优秀实用设备奖”[N];网络世界;2007年
4	海子;新型彩色图像清分机提升银行抗风险能力[N];中国现代企业报;2007年
5	本报记者田慕青;方寸之间足球大战[N];中国体育报;2001年
6	谢;NCR iTran8000软件升级灵活[N];电脑商报;2007年
7	郑申;北京票据清算中心成功升级至彩色图像清分设备[N];金融时报;2007年
8	记者　秦玉龙;机器人“世界杯”昨日收兵[N];平凉日报;2006年
9	记者　张振李晓明;“华煤杯”第七届全国机器人足球锦标赛闭幕[N];平凉日报;2006年
10	记者　惠程华;全国机器人足球锦标赛在平凉落下帷幕[N];甘肃日报;2006年

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前10条

1	陈溟;足球机器人彩色图像对光照不变性研究[D];中国海洋大学;2011年
2	戚玮玮;光照变化条件下中型组足球机器人目标识别与定位方法研究[D];中国海洋大学;2011年
3	丘柳东;足球机器人目标识别与自定位研究[D];重庆大学;2011年
4	张祺;基于视觉的机器人足球比赛系统研究[D];广东工业大学;2003年
5	谢云;全自主机器人足球比赛系统的通信与多传感器信息融合技术[D];广东工业大学;2005年
6	张艳珍;微机视觉系统相关理论及技术研究[D];大连理工大学;2001年
7	钟灵;彩色图像矢量滤波及超复数图像匹配方法的研究[D];广东工业大学;2011年
8	王牛;基于动觉智能图式足球机器人运动控制[D];重庆大学;2008年
9	李岳阳;彩色图像滤波算法的研究[D];江南大学;2010年
10	薛方正;足球机器人对抗策略研究与仿真系统开发[D];东北大学;2005年

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前10条

1	屈菊红;基于虚拟仪器的足球机器人运动控制的研究及其实现[D];北方工业大学;2010年
2	葛壮;仿人足球机器人的研究与控制[D];南京信息工程大学;2011年
3	黄鹏;ROBOCUP小型组足球机器人运动策略的研究[D];河北工业大学;2004年
4	张媛;RoboCup小型足球机器人比赛视觉系统模型研究[D];内蒙古科技大学;2011年
5	徐大宏;基于彩色图象的足球机器人视觉系统设计[D];中南大学;2002年
6	方成;MiroSot足球机器人视觉图像信号处理算法改进研究[D];中南大学;2002年
7	陈旺;足球机器人决策系统开发与应用[D];湖南大学;2003年
8	武娜;全景视觉足球机器人目标定位系统的研究[D];北方工业大学;2010年
9	王莉;半自主足球机器人中彩色图像对光照不变性研究[D];中国海洋大学;2010年
10	楚坤水;面向RoboCup中型组的足球机器人移动平台驱动控制系统研究[D];西北农林科技大学;2003年

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