全自主式足球機器人運動控制方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、全自主式足球機器人的設(shè)計綜合了機械、電子、自動控制、模式識別、機器視覺和人工智能等多個科研領(lǐng)域。足球機器人系統(tǒng)必須具有高度的實時性和準(zhǔn)確度。機器人視覺系統(tǒng)作為環(huán)境信息的重要輸入環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整個機器人系統(tǒng)功能的好壞。而決策系統(tǒng)作為機器人控制指令的重要輸出環(huán)節(jié)，其控制策略的優(yōu)劣直接影響到機器人行為的智能程度。本文主要針對足球機器人視覺系統(tǒng)和決策系統(tǒng)進行研究探討，主要研究內(nèi)容及工作如下： 1．視覺系統(tǒng) 針對足

2、球機器人比賽中要求快速準(zhǔn)確獲取目標(biāo)位置信息的特點，設(shè)計了由全景視覺和前向視覺共同構(gòu)建而成的機器人視覺系統(tǒng)。視覺識別采用基于HLS 色彩空間的雙閾值化矢量方法進行圖像分割，從而達到色塊識別的目的。在視覺定位方面,針對全景視覺傳感器獲得的是畸變圖像的特點，提出圖像變換求反正切、分段比例法的方法進行全景視覺圖像角度、距離的定位。對于USB 前向視覺系統(tǒng)，根據(jù)針孔攝像機模型的成像原理進行圖像定位。而后以blob 面積為優(yōu)選條件選擇定位方式，從而

3、得到精度較高的定位結(jié)果。實驗結(jié)果證明了該視覺系統(tǒng)設(shè)計的合理性及定位方法的有效性。 2．決策系統(tǒng) 介紹了傳統(tǒng)的人工勢場法原理，設(shè)計出具有可調(diào)參數(shù)的勢場函數(shù)，并根據(jù)動態(tài)人工勢場法，將速度勢場力引入到勢場函數(shù)中，使其反映出機器人、目標(biāo)及障礙物的速度對于勢場力的影響，實驗證明，動態(tài)人工勢場法對于動態(tài)目標(biāo)跟蹤在速度調(diào)節(jié)方面有很大的優(yōu)越性，能夠使機器人更敏捷地跟蹤動態(tài)目標(biāo)。最后本文提出基于全景視覺的快速避障方法，根據(jù)障礙物及目標(biāo)的位