本论文以RoboCup中型组机器人足球赛为应用背景,设计并实现了一种新型全向视觉系统,并在此基础上重点进行基于全向视觉系统的机器人自定位方法研究。该全向视觉系统能够实时采集较为理想的全景图像,并快速有效的进行图像颜色分割、特征提取和场地白色标志线检测等图像处理,完成机器人的目标识别。使用本文设计的基于标志线信息的机器人自定位方法和Monte Carlo定位方法,机器人能够得到其在场地世界坐标系中的较为精确的位置、朝向等定位结果。本论文的主要工作如下:设计了一种新的更适用于机器人足球赛的全向反射镜面,该镜面由水平等比镜面和垂直等比镜面组合而成,能够使机器人近处一定范围内水平场地上的物体成像分辨率不变,远处物体成像高度上变形较小;选择了一款基于1394接口的数字摄像机,并完成其数据采集程序开发;针对全景图像设计了图像处理算法,能够快速有效的实现图像颜色分割和图像特征提取,完成目标识别;根据全景图像的成像特性,设计了一种新的用于直线检测的快速Hough变换算法,能够实时的提取出场地的白色标志线,并在此基础上设计了完全利用全向视觉信息的基于标志线的机器人自定位方法;最后设计了一种基于全向视觉信息和里程计信息的Monte Carlo定位方法,给出两种方法的定位结果,并分析实验结果,给出结论。