随着人类对自然世界的不断探索,人们总希望能够通过某种数字化机器来实现人类视觉的功能,自动地获取外部世界的信息。人们这方面的研究集中在计算机视觉、图像工程等研究领域。机器人足球比赛的视觉子系统正是一个基于彩色图像处理的有较高实时性要求的系统,因此,它可以作为以上领域一个非常理想的研究对象。 机器人足球比赛是近年来提出的多智能体系统开发平台,是一个典型的多智能体机器人系统。机器人足球比赛中包含了视觉、传感器信息融合、知识处理、行为决策等人工智能技术;而且还包括着各种自动化控制技术、无线通信网络技术、机电一体化技术、社会学、组织学等多种综合科学技术,因此被称为“一个小平台上的技术战争”。 目前的机器人足球比赛有多种类型,不同类型的比赛限定了足球机器人系统的结构设计。本文主要讨论应用在MiroSot(微型机器人足球赛)中足球机器人比赛的视觉子系统。视觉子系统是整个比赛系统获得信息的唯一途径,能否由视觉系统快速,精确地获取现场信息,是整个比赛的关键,它的性能直接影响到比赛的胜负。视觉子系统需对彩色的比赛图像进行实时跟踪和识别,实现机器人的视觉传感功能。 本论文对以下研究内容进行了理论和技术的研究与探讨: (1) 介绍了MiroSot机器人足球比赛系统的4个子系统的体系结构和工作原理,着重介绍了视觉子系统的体系结构和工作原理。 (2) 讨论了颜色感知,比较了各个颜色模型的特性,并且阐述了数字图像处理的基本原理和图像获取、图像增强、图像分割和图像识别的方法。 (3) 讨论了机器人足球比赛视觉子系统的离线分析,对小波变换的多分辩率分析(Mallat)算法和模糊C—均值(FCM)算法作了介绍。 (4) 讨论了机器人足球比赛视觉系统的在线识别,提出了动态图像滤波算法、动态窗口扫描算法、图像畸变校正算法和目标丢失校正算法。 本研究在上述理论和技术的基础上,建立了完整的、有效的MiroSot足球机