基于robocup中型组足球机器人的图像处理分析

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20101033硕士学位论文（类别：全日制硕士研究生题目：基于RoboCup中型组足球机器人的图像处理研究英文题目：ResearchofImageProcessingBasedonRoboCupMiddleSizeLeaguesoccerrobot研究生：杨静学科名称：精密仪器及机械指导教师：李卫国副教授二○一三年四月内蒙古工业大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大

2、学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名

3、为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：内蒙古工业大学硕士学位论文摘要自上世纪60年代诞生第一台工业机器人以来，机器人技术经历了80年代大发展时期和90年代的全面发展时期。到21世纪，随着人工智能技术、计算机技术等的迅速发展，智能机器人已经成为机器人发展的重要趋势，特别是足球机器人，它是最具挑战性又影响广泛的课题。最具代表性的RoboCup中型组足球机器人集合了多学科的前沿研究成果，并为这些学科的理论方法提供了一个测试平台，对相关学科的发展起到了推动

4、作用。其视觉系统的研究对图像处理技术研究和发展具有重要的实际意义。本文以RoboCup中型组足球机器人为实验平台，以机器人足球比赛环境和要求为背景，对图像处理技术进行了研究。本文首先介绍了选题背景、意义以及图像处理技术和足球机器人的发展现状，并且详细描述了足球机器人的系统组成和各子系统的作用、特点，特别对视觉系统进行了全面的介绍。其次，本文针对足球机器人视觉系统对准确性、实时性、鲁棒性的要求，提出相应的图像处理方法并设计了一个满足要求的、有效的视觉系统。本文设计的视觉系统包括离线图像处理和在线实时图像处理两部分。在离线图像处理部分中，提出了一种颜色标定方法并对常用颜色空

5、间进行了实验分析对比，找到适合视觉系统的最佳颜色空间模型，在此基础上对颜色进行标定，实验表明颜色标定结果完全满足视觉系统的要求。在线实时图像处理部分中，主要包括图像分割和目标识别，本文在介绍了一些常用彩色图像分割方法后提出了一种基于YUV和HSV的颜色阈值分割法，改善了传统方法在视觉系统上的实时性，还在理论上提出了一种基于球形状的图像分割法，为本文后续研究提供理论基础，在图像分割时的像素色彩分类中提出基于查找表的方法，该方法大大提高了图像分割的速度；目标识别中，采用游程编码的方法进行区域连接，较一般的连通标记法其实时性是显而易见的，并具体的给出了球识别和白色标示线识别的

6、方法。最后，本文针对摄像头容易对图像造成畸变，提出了摄像头自适应调节的方法，包括自动白平衡调节和自动曝光调节，明显提高了图像的成像质量。关键词：图像处理；足球机器人；视觉系统；自适应调节内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractSincebirthofthefirstindustrialrobotin1960s,Robottechnologyhasexperiencedaperiodofgreatdevelopmentinthe1980sandacomprehensivedevelopmenttimeinthe1990s.Inthe21stcentury,withthe

7、rapiddevelopmentofartificialintelligencetechnologyandcomputertechnology,theintelligentrobothasbecomeanimportanttrendofrobotdevelopment,especiallysoccerrobotisoneofthemostchallengingandwideinfluencetopics.ThemostrepresentativesoccerrobotisRoboCupmiddlesizesoccerrobotthatas