RoboCup足球機器人全景視覺定位研究.pdf

1、隨著科技的高速發(fā)展，機器人足球比賽已成為全世界各高校和高科技組織用來培養(yǎng)機器人控制、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域人才的高科技活動。足球機器人的研究課題非常廣泛，包括:機器人的外形設(shè)計，視覺設(shè)計，運動控制，無線通訊，攻防策略以及團隊配合等諸多課題。機器人的發(fā)展是人類科技史上最偉大的進步，足球機器人的出現(xiàn)為人工智能相關(guān)領(lǐng)域提出了更大的挑戰(zhàn)。
　　 本文的研究工作是基于自帶雙葉雙曲面鏡的全景視覺系統(tǒng)的機器人定位問題。針對RoboCup中型組新規(guī)

2、則的提出，去掉了一部分明顯的球場標志信息，一些傳統(tǒng)的定位算法已經(jīng)無法滿足機器人在球場上的運行需求，本文了提出一種基于全景圖像局部特征檢測的定位算法。該算法的主要思想是:通過機器人全景攝像機獲得全景圖像，首先在該全景圖像中手動提取球場中4個禁區(qū)線相交的模板圖像，機器人在比賽時通過設(shè)計好的模板匹配算法匹配出到目前獲得的全景圖像中與手動提取的模板相同的區(qū)域，減小搜索范圍;再在匹配好的模板內(nèi)進行角點檢測，這樣就可以放棄絕大部分區(qū)域的計算，提高算

3、法的實時性;根據(jù)Hough的思想，將模板內(nèi)所有角點連接成兩條直線，利用歐式距離公式計算出離兩條直線交點最近的角點，并定義為最佳定位角點;最后將機器人坐標系下所觀測到的最佳定位角點轉(zhuǎn)換到世界坐標系下，實現(xiàn)定位。由于全景圖像存在一定的畸變，第四章主要是對攝像機以及曲面反射鏡進行參數(shù)標定，最后校正全景圖像的徑向畸變，使機器人觀測到的定位角點無論在任何位置都有一個準確的實際距離與之對應(yīng)。
　　 通過仿真和試驗數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計的定位算法