自主足球机器人的视觉系统研究

机器人足球比赛是国际上流行的一项高科技竞赛活动,它融合了信息科技、自动化、通讯、机电一体化和人工智能等关键技术,为相关领域内的理论研究提供了一个良好的实验和测试平台。其中,自主机器人足球比赛又是机器人足球比赛中难度最高、最具挑战性的课题。 视觉系统是自主机器人足球系统中非常重要的部分。它的主要任务通过对实时采集的比赛现场图像进行分析处理,从而获得目标对象信息,并将这些信息提供给决策系统进行分析、决策。 本论文主要研究了自主足球机器人的视觉系统的运动目标检测和定位,基于达芬奇处理器DM6437构建了足球机器人视觉系统的硬件平台,使用CCS和DSP/BIOS编写了自主式足球机器人的视觉系统的设备驱动与图像分析处理软件,完成了图像实时采集与预处理,并基于对背景差分法、帧差法、边缘检测法和颜色检测法等运动目标检测算法的实验,提出了一种基于帧差和边缘检测相结合的混合目标检测算法,既保证了对目标检测的速度要求,又取得了较好的检测效果。最后建立了单摄像机下的摄像机模型,提取了目标的质心,实现了足球机器人对目标的定位。 实验证明,本论文提出的的算法能够很好的完成运动目标检测和定位,特别是硬件系统采用嵌入式结构,为构建一个完整的自主足球机器人奠定了基础。