自主式足球机器人视觉与控制系统设计

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1、东北大学硕士学位论文摘要自主式足球机器人视觉与控制系统设计摘要本文简要介绍了自主机器人的历史、现状和未来的发展趋势，并基于PCI04工控机设计了一个自主式足球机器人的模型，进行了系统的总体设计和一些关键技术的研究，为后续的研究积累了经验，并为新模型的建立奠定了基础。研究的初步设想是所设计的自主机器人能可靠地获得机器人足球场上的信息，并能进行一对一的射门比赛。在本论文的主体部分，详细说明了基于PCI04工控机的自主机器人的视觉与控制系统设计方案。通过分析自主机器人的感知系统特点，选定CCD摄像头和CMUcam组合作为自主机器人的视觉系统。CCD摄像头的主要功能是

2、实现远距离球的跟踪、边界的识别以及球门区的判别；而CMUcam(其上有OMNlVISION公司生产的0V6620型CMOS摄像头)的主要功能是实现对球的近距离跟踪，克服CCD摄像头的近距离死区。同时，本文通过分析自主机器人的决策控制系统特点、结构以及自主决策的推理过程，选定PCI04工控机(PCM6890)作为自主机器人运动控制器和作业控制器，以Cygnal公司的单片机(型号是C8051F018)作为自主机器人的驱动控制器。并指出了视觉与控制系统的联系，即CCD摄像头采集的图像经OK_C30图像采集卡后传给PCI04工控机，CMUcam的跟踪结果数据由串口CO

3、Ml口传给PCI04工控机。而驱动控制器是通过串口COM2口与作业控制器和运动控制器联系在一起的。在本文的最后，对所设计的自主机器人进行了性能的评价，指出设计的成效和不足，并对未来的设计提出了设想。关键词：自主式足球机器人；PCI04工控机；视觉系统设计；自主决策系统控制系统设计一Ⅱ．东北大学硕士学位论文ABSTRACTTheVisionandControlSystemDesignofAutonomousSoccerRobotAbstractThispaperbrieflyintroducesthehistory,actualsituationandfutur

4、edevelopmentoftheautonomousrobotandanautonomoussoccerrobotmodelisdesignedwhichisbasedonthePCI04industrialcomputer．Thewholemodelsystemisdesignedandsomekeytechnologiesarealsobeenstudied．Inthemeantime，wehaveaccmnulatedmuchexperienceandestablishedthebaseoflaRernewmodel_Theinitialplanist

5、hattheautonomousrobotwedesigncangainthereliableinformationoftherobotsoccerfieldandCanaRendtheonevs．oneshootgame．Inthebodyofthispaper,thesensationandcontrolsystemdesignofautonomousrobotisexplainedindetail，Withtheanalysisoftheautonomoussensationsystem，weselecttheCCDcarnetaandCMUcamast

6、hevisionsystemoftheautonomousrobot．ThefunctionoftheCCDcalneraisthatitCanaccomplishthefardistantballtrack，edgeidentificationandgoaldetection；thefunctionoftheCMUcamwhichhasanOV6620CMOScameraproducedbyOMNIVISIONcompanyisthatitCantracktheneardistantballinordertogetoverthebindareaoftheCC

7、Dealneraintheverynearoftherobot．Atthesarrletime，withtheanalysisofthecontrolsystemcharacter,structureandthereasoningprocedureoftheautonomousrobot，weselectthePCI04(PCM6890)industrialcomputerasfilemovecontrollerandtaskcontrollerandC8051F018singlechipasthedrivecontroller．Thispaperalsopo

8、intsouttherelations