比赛用足球机器人视觉子系统的开发与研究

【摘要】：机器人足球比赛是近年来提出的一种多智能体系统开发平台,由于其同时囊括了人工智能,计算机,信息技术,机械电子,通讯技术,图像分析及模式识别,机械传动与驱动控制,传感器与数据融合等众多学科,受到世界各知名高校及科研院所的重视。通过让机器人进行竞技比赛,可以不断地促进机器人技术的发展。 本文从介绍机器人足球比赛入手,以开发一种低造价,高性能的足球机器人系统为思路,深入地研究了足球机器人系统的组成,围绕系统对其子系统的具体要求,对组成足球机器人系统的机器人小车子系统,通信子系统,决策子系统及视觉子系统分别进行了研究及重新设计。然后,重点以视觉子系统作为研究对象,对视觉子系统中的各硬件进行了选型及设计,重构了视觉子系统的软件结构,编制了其控制程序。通过研究,解决了视觉子系统在图像采集,图像处理与分割,图像识别等方面出现的问题,提高了视觉子系统的识别能力及对实时情况的判断水平。 在机器人足球比赛中,机器人的各种动作与运动,均源自于决策子系统所发出的指令,而决策子系统要能发出恰当的指令,必须依据视觉子系统所采集的实时信息。因此,针对视觉子系统进行研究,对视觉子系统的软硬件进行开发,有利于提高足球机器人的认知能力和识别效率。经过研究,形成的足球机器人比赛系统在全国足球机器人比赛中,取得了比较好的成绩,由此可见,本文的研究和设计是可行的。