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足球机器人全景视觉系统研究与设计

黄苗  
【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供全方位的视觉信息。本论文以RoboCup中型足球机器人为实验平台,对其全景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,并设计了一套视场可达360°×110°的基于双曲面反射镜的全景视觉系统。 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Matlab编程实现,图像的形变被还原。 在图像处理方法上,还提出了一种基于BP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。


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