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.pdf

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翻体痒狄、魂武嗨丑如寸玒删吣帅啪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丘卜;一侥学位论文完成日期:指导教师签字:答辩委员会成员签字:二
辛”:身逸堆涕签字日期:州/年岁膨汐日签字日期:力忙耲学位论文版权使用授权书独创声年明ⅲ坏嬉挪槟菇瓜寄ü倚椭泵鞯模嚎关ㄖ或其他教育机构的学位或证书使本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。:
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摘要机器人足球是一个新兴的交叉学科,涉及智能机器人系统、多智能体系统、实时图像处理与模式识别、路径规划、机器学习等多个领域,为人工智能和机器人学的发展提供了一个标准实验平台。中型组机器人足球比赛腔魅俗闱蚴澜绫械囊桓鲋匾O钅浚孟钅恐谢魅送耆灾鳎罹咛粽叫浴V行组机器人主要通过视觉传感器对彩色目标进行识别和定位,进而完成路径规划、踢球、射门等任务。而物体的颜色在光照变化的情况下,容易形成较大差异的颜色外观,这严重影响了目标识别的有效性。因此光照问题成为足球机器人视觉中目标识别和定位中的瓶颈之一。本文对光照变化条件下中型组足球机器人目标识别与定位方法进行了研究,研究结果得到了较好的实验验证。本文主要进行了如下研究工作:芯苛斯庠础⒐庹漳P汀⒀丈泳趵砺酆筒噬阆窕上衲P停圆噬图像分割方法、目标识别算法和目标定位算法进行了总结,分析了中型组足球机器人目标识别定位的特点,综述了在光照变化条件下机器人彩色图像分割的处理方法、机器人目标识别和定位的关键算法,比较了各种算法的优点和不足,探讨了足球机器人目标识别和定位技术下一步研究的方向。岢隽艘恢只魅嗽谙吖庹帐视Φ墓庹沾矸椒ā8葜行妥楸热〉的结构特点,利用一个时间窗口内的多幅图片中的绿色像素的平均亮度分布表示光照,将光照按照明暗程度分类,并在每个光照条件下进行颜色标定。利用散度作为测度工具来度量各个光照分布之间的关系,利用一个双阈值策略实现光照的分类,来确定当前光照是属于已知的光照类别还是未知的光照条件,然后机器人利用对应光照下的颜色标定结果进行彩色图像的分割和目标的识别,或者在当前光照下重新进行颜色
标定。实验结果证明了该方法的有效性。岢隽艘恢只谥С窒蛄炕虶滤波器的足球机器人近似颜色目标识别方法。首先根据颜色特征和面积、长宽比等简单形状特征提取候选目标,然后将候选目标与瞬ㄆ髯骶砘刺崛√卣飨蛄浚卣向量输入支持向量机进行分类,识别出实际的目标。实验表明该种方法具有较好的识别精度,且满足足球机器人的实时性要求。曰谌ň笆泳醯娜灾髯闱蚧魅四勘甓ㄎ环椒ń辛搜芯浚樯芰全自主机器人的视觉系统,提出了一种基于分段拉格朗日插值的快速目标定位方法。根据全景视觉的成像特点,本文采用了极坐标系来实现目标定位。通过标定得到全景视觉的拉格朗日插值定位公式,建立距离查找表,将像素半径与目标到机器人的实际场地半径对应起来,实现了目标的简单、快速与准确定位。实验结果证明了该方法的有效性。关键词:足球机器人;光照变化;彩色图像分割;目标识别;目标定位
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