机器人整体设计涉及了传感检测、人工智能、机械设计和控制理论等多方面知识。随着电子信息处理技术的快速发展,目标检测和识别能力成为智能机器人的重要标志之一。机器人通过传感器感知周围环境信息,并利用所得到的信息实现定位、路径规划,因此机器人视觉技术成为机器人控制系统设计的关键技术。本论文根据机器人武术擂台技术挑战赛比赛的需要,制定出控制系统的设计方案。研究工作主要包括颜色识别算法研究和机器人控制系统设计两方面内容,其中控制系统设计又分为硬件设计和软件设计两部分内容。控制系统要实现传感器数据采集、图像处理、音频处理、舵机控制等功能,主要内容如下：目标识别算法设计：基于颜色识别的目标定位算法是本文研究的主要算法。首先研究了经典颜色识别算法,针对不同的颜色空间转换算法,在PC机和ARM开发板上分别进行了实验对比；在此基础上提出基于256色的改进的查表法,实现RGB颜色空间向HSI颜色空间的转换；接着采用类间方差法,实现阈值的自动划分将图像二值化；最后利用连通域算法将目标在图像中定位。控制系统硬件设计：控制系统硬件电路的设计,包括ARM最小系统连接、电源电路、舵机控制电路、摄像头接口电路、音频接口电路以及网络接口电路等。底层软件设计：包括在PC机和ARM开发板上搭建Linux开发环境、针对实际需要对串口、网络、音频、摄像头、I/O、AD等模块底层应用程序设计做出设计。在控制系统设计的基础上,用改进的目标颜色识别算法设计了系统应用程序,通过系统安装和调试对系统进行了测试。测试结果表明,随着机器人的运动,绣球在图像中的相对位置发生变化,机器人根据标定结果就可以找到绣球的位置同时调整自己的运动,通过红外传感器的配合,可以较好的实现目标颜色识别和定位任务。