足球机器人是当前机器人领域的一个研究热点。它融合了信息、自动化、通讯、机电一体化和人工智能等关键技术，同时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。对于集控式足球机器人系统，视觉子系统是整个系统中唯一外部传感器，视觉系统的性能直接影响着系统的整体性能。如何快速、准确得到场地上目标信息是视觉系统研究的焦点问题。 本文针对足球机器人视觉系统的任务和难点，介绍了足球机器人视觉系统工作流程，并给出了NewNeuⅣ视觉系统的硬件组成与总体算法结构。通过大量研究与实验，针对原有视觉系统存在问题与不足，提出并实现了一系列解决方法，其中包括：引入线性校正、径向畸变校正、投影校正对采集到的图像进行矫正处理，减小在场地标定时由于图像畸变造成的误差。改进了原有颜色信息采样方式，减少了操作人员的工作，并取得良好效果。在线分割过程充分利用采集卡所提供MIL7.5函数库进行处理，提高了实时性与稳定性。针对大型组比赛的需要开发了双摄像头处理系统，设计了适应比赛的新色标，应用了一种基于机器人色标边缘信息的角度计算方法，并获得更准确、更稳定的效果。引入视觉信息后处理，应用了目标跟踪办法对机器人和球的识别结果进一步处理，有效地减少了目标识别错误的情况，应用滤波算法对所识别结果进行平滑与预测，为决策系统提供更准确的数据。最后总结了视觉系统的改进和现有的优缺点，并对下阶段的工作提出了展望。