中型組足球機(jī)器人比賽系統(tǒng)中的標(biāo)示線與球識別研究.pdf

1、RoboCup作為目前在國際上最具影響力的兩大世界性的機(jī)器人足球賽之一，主要涉及人工智能、機(jī)器人學(xué)、視覺與傳感器、通訊、精密機(jī)械等領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)集成，是一種高水平、高技術(shù)的比賽。隨著科技水平的不斷發(fā)展，世界各國對機(jī)器人的研究也越來越重視。對于中型組足球機(jī)器人來說，其研究包含了諸多方面，比如硬件設(shè)計、視覺設(shè)計、運動控制、路徑規(guī)劃、攻防策略以及配合等。其中，視覺系統(tǒng)作為機(jī)器人的眼睛，是機(jī)器人能否順利完成任務(wù)的基礎(chǔ)。對足球機(jī)器人視覺識別

2、的研究，能夠拓展機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域，豐富和發(fā)展機(jī)器視覺與圖像處理的理論知識。
　　中型組足球機(jī)器人主要通過全向視覺系統(tǒng)來完成對圖像的采集以及目標(biāo)的識別，在收集和分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文主要針對球場中球和標(biāo)示線的魯棒性識別做了研究。本文主要做了以下研究:
　　(1)標(biāo)示線的識別
　　圖像預(yù)處理部分，對圖像平滑的常用方法中值濾波、均值濾波以及高斯濾波進(jìn)行分析、選擇，然后在圖像邊緣檢測中，選擇與高斯濾波配合使用的La

3、placian算子，接著對傳統(tǒng)Hough變換進(jìn)行改進(jìn)，先對圖像中相鄰的像素點進(jìn)行檢測，將相近的像素點進(jìn)行聚類，形成一些相連的像素點的集合，然后用隨機(jī)Hough變換進(jìn)行檢測，從而精確識別出圖像中相應(yīng)的線段。
　　(2)球的識別
　　由于比賽環(huán)境高度顏色編碼化，本文主要從顏色入手對球進(jìn)行識別。首先通過對常用顏色模型進(jìn)行比較，選取出比較符合人類視覺特性的HSV顏色模型，然后對傳統(tǒng)BP算法的缺陷進(jìn)行分析，提出一種改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算