全自主式足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、全自主式足球機(jī)器人的設(shè)計(jì)綜合了機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、模式識(shí)別、機(jī)器視覺和人工智能等多個(gè)科研領(lǐng)域。足球機(jī)器人系統(tǒng)必須具有高度的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度。機(jī)器人視覺系統(tǒng)作為環(huán)境信息的重要輸入環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)功能的好壞。而決策系統(tǒng)作為機(jī)器人控制指令的重要輸出環(huán)節(jié)，其控制策略的優(yōu)劣直接影響到機(jī)器人行為的智能程度。本文主要針對(duì)足球機(jī)器人視覺系統(tǒng)和決策系統(tǒng)進(jìn)行研究探討，主要研究?jī)?nèi)容及工作如下： 1．視覺系統(tǒng) 針對(duì)足

2、球機(jī)器人比賽中要求快速準(zhǔn)確獲取目標(biāo)位置信息的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了由全景視覺和前向視覺共同構(gòu)建而成的機(jī)器人視覺系統(tǒng)。視覺識(shí)別采用基于HLS 色彩空間的雙閾值化矢量方法進(jìn)行圖像分割，從而達(dá)到色塊識(shí)別的目的。在視覺定位方面,針對(duì)全景視覺傳感器獲得的是畸變圖像的特點(diǎn)，提出圖像變換求反正切、分段比例法的方法進(jìn)行全景視覺圖像角度、距離的定位。對(duì)于USB 前向視覺系統(tǒng)，根據(jù)針孔攝像機(jī)模型的成像原理進(jìn)行圖像定位。而后以blob 面積為優(yōu)選條件選擇定位方式，從而

3、得到精度較高的定位結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及定位方法的有效性。 2．決策系統(tǒng) 介紹了傳統(tǒng)的人工勢(shì)場(chǎng)法原理，設(shè)計(jì)出具有可調(diào)參數(shù)的勢(shì)場(chǎng)函數(shù)，并根據(jù)動(dòng)態(tài)人工勢(shì)場(chǎng)法，將速度勢(shì)場(chǎng)力引入到勢(shì)場(chǎng)函數(shù)中，使其反映出機(jī)器人、目標(biāo)及障礙物的速度對(duì)于勢(shì)場(chǎng)力的影響，實(shí)驗(yàn)證明，動(dòng)態(tài)人工勢(shì)場(chǎng)法對(duì)于動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤在速度調(diào)節(jié)方面有很大的優(yōu)越性，能夠使機(jī)器人更敏捷地跟蹤動(dòng)態(tài)目標(biāo)。最后本文提出基于全景視覺的快速避障方法，根據(jù)障礙物及目標(biāo)的位