仿人足球机器人视觉系统快速识别及精确定位

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1、第43卷第1l期Jour浙nalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报gine(er工ing学S版cien)ce)VoI．43No．112009年11月NOV．2009DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2009．11．006仿人足球机器人视觉系统快速识别与精确定位杜鑫峰，熊蓉，褚健(浙江大学T业控制技术囝家重点实验室，先进控制研究所，浙江杭州310027)摘要：针对仿人足球机器人视觉需求，提一种同时进行色块分割和特征提取的目标识别算法和一种基于仿人机器人物理模型的单目定位方法．目标识别算法采用八邻域法对图像进行边缘跟踪完

2、成色块分割，同时计算边缘点几何信息得到罔形特征，并应用辐射对称算法提高物体识别准确度，其处理效率比普通方法提高近一倍．目标定位算法结合摄像机4qL成像模型和仿人机器人l=连杆模型，可以精确定位视觉范国内的目标．在自主仿人足球机器人系统中的成功应用表明，所提的目标识别算法和定位模型具有较好的效果．关键词：仿人机器人；目标识别；色块分割；特征提取；辐射对称算法；定位模型中图分类号：TP242．62文献标志码：A文章编号：1008—973X(2009)11—1975—07Fastrecognitionandpreciselocalizationofhumanoidso

3、ccerrobotvisionsystemDUXin—feng．XIONGRong．CHUJian(StateKeyLaboratoryofIndustrialControlTechnology，InstituteoyAdvancedProcessControl，Z^ejiangUniversity．Hangzhou310027，China)Abstract：ASthevisiondemandsofhumanoidsoccerrobot，anobjectrecognitionapproachthatconcurrent—lysegmentingregionsan

4、dextractingfeatureswasproposed，andamonocularlocalizationmethodbasedonthekinematicmodelofhumanoidrobotwaspresented．Intheobjectrecognitionapproach，8-connectedneighboringmethodwasadoptedtotracktheboundaryofcolorregion；meanwhilethefeaturesforrecogni—tionwereextractedgeometricallyfromtheb

5、oundary．Thentheradialsymmetrydetectorwasemployedtoimprovetherecognitionaccuracy．Comparedtonormalmethods，theefficiencyofthisapproachwasdoubled．Thelocalizationmethodcombinedthepin—holecameramodelandthree—linksrobotmodeltopreciselylocatetheobjectinthefieldofview．Theeffectsoftheproposedm

6、ethodswereexperimentallyvalidatedonareaIhumanoidsoccerrobot．Keywords：humanoidrobot；objectrecognition；regionsegmentation；featureextraction；radialsymmetrydetection：localizationmodel环境认知是自主仿人机器人系统具备自主行为能选用单目或双目的前向摄像头获取环境信息．由决策能力的前提和基础．传统轮式移动机器人一般于仿人机器人对本体所带摄像头大小与重量的限制采用超声传感器⋯、激光测距仪。或全景摄

7、像头直接影响到所能选用摄像头的性能，以及本体嵌入获得环境信息，实现对环境的识别和认知．然而，基式处理系统计算能力的局限性与仿人机器人多关节于“仿人”的设计原则，在自主仿人机器人系统中只运动对传感器位姿的影响，仿人机器人视觉系统实收稿日期：2008—02—28．浙江大学学报(工学版)网址：WWW．journals．zju．edu．cn／eng基金项目：国家“863”高技术研究发展计划资助项臼(2007AA041603)；浙江省自然科学基金资助项目(Y106414)作者简介：杜鑫峰(1983一)，男浙江东阳人，博士生．从事仿人机器人图像处理、机器人自定位研究．通信联

8、系人：熊蓉，女，副教授．