足球机器人视觉系统光强自适应算法研究.pdf

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1、第27卷第10期计算机仿真2010年10月文章编号：1006—9348(2010)10-0132一04足球机器人视觉系统光强自适应算法研究胡宇，史豪斌，金若鹏(西北工业大学，陕西西安710072)摘要：研究足球机器人比赛问题，比赛环境的光强度变化严重影响足球机器人视觉系统的识别性能。为提高机器人视觉识别率，提出了一种基于HSI颜色空I’HJ模型的光强自适应算法。算法将比赛场地划分为若干区域，利用HSI颜色空间模型可以分离环境光强度信息的特点．在比赛中动态更新所有划分区域的HSI颜色空间，提高了机器人视觉系统对光强变化的自适应能力，实现了机器人对比赛

2、场地信息的精确辨识。因此用算法优化机器人视觉识别系统进行仿真。结果表明，在实际比赛中，算法能够有效降低环境光强度变化，大大提高了对足球机器人视觉辨识性能。关键词：颜色窄问；足球机器人；视觉辨识中图分类号：7rP242．6+2文献标识码：BALightSelf——AdaptiveAlgorithmfortheVisionSystemofRobotSoccerHUYu，SHIHao—bin，JINRuo—peng(NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China)ABSTRACT：D

3、uringarobotsoccergame，thedistinguishabilityoftherobotvisionsystemCallbestronglyinflu-encedbythechangingoftheenvironment’Sillumination．Aimedatthisproblem，aself—adaptivealgorithmofillumi·nationwhichbasedontheHSIcolorspacemodelhasbeenslven．ThealgorithmSvidedthegamefieldintosevera

4、larea，usingthecharacteristicoftheHSIcolorspacemodelwhichCanseparatedtheilluminationinformation，updatetheHSIcolorspaceofeach8xeainthegamedynamically，inordertoimprovetheserf—adaptiveabilityofchangingilluminationoftherobotvisionsystem，achievedtheprecisedistinguishingoftherobotina

5、robotsoccergame．In-tegratingthisalgorithmintotherobotvisionsystemanduseditinarealrobotgame，theresultsshowthatthisalgo·rithmcgnefficaciouslydecreasetheinfluenceOntherobotvisionsystemmadehytheilluminationchanging，andthecalculatingtimeisacceptable．KEYWORDS：Colorspace：Robotsoccer；

6、Visionidentification1引言足球机器人运动由加拿大不列颠哥伦比亚大学教授Al-缸Mackworth在1992年的一次国际人工智能会议上首次提出‘11。足球机器人是具有视觉和决策能力的机器人追逐足球的运动。集控式微型足球机器人是足球机器人运动中的一个重要分支。其主要特点是通过全局视觉系统统一采集比赛场地信息，由控制机做出统一决策控制所有机器人。因此全局视觉系统成为整个比赛系统的“眼睛”，对比赛策略能否准确判断、快速执行起到了关键的作用⋯【2l。基金项目：航空创新基金(08E53003)收稿日期：2009—05—19修回日期：2009

7、一08一∞·———132．-——在现有的全局视觉系统中，主要采用RGB颜色空间模型，其光强度信息分散在模型中无法分离，因此整个视觉系统对光线要求很高，突然的光线变化都将导致一定程度的识别错误。本文针对这种情况，利用RGB转换为HSI颜色空间模型的算法，结合对场地分块进行动态更新颜色信息库，有效分离了光强度信息，并可实时跟踪光线变化，从而减小了全局视觉系统对光线强度变化的依赖现象。2颜色空间模型2．1颜色空间模型的分类和选取颜色空问模型是指某个三维颜色空间中的一个可见光子集，它包含某个颜色域的所有颜色。机器人视觉系统中常用的颜色空间模型有RGB模型、

8、HSI模型和YUV模型‘31。RGB颜色模型采用三维直角坐标系，红、绿、蓝为原色，各个原色混合在一起可以产生复合色，如图l