RoboCup中型组足球机器人视觉和决策系统的与设计课件.ppt

RoboCup中型组足球机器人视觉和决策系统的研究与设计 指导教师：王明顺副教授 答辩学生：崔金柱 东北大学控制理论与导航技术研究所 演讲的结构 足球机器人的背景 1992年，加拿大不列颠哥伦比亚大学的Alan Mackworth教授 在国际上首次提出了足球机器人的概念。 1996年，在日本名古屋正式成立了“机器人足球世界杯”(the Robot World Cup Soccer Games, RoboCup)。 1997年6月，第二届微型机器人足球比赛在韩国举行，在此 期间，国际机器人足球联盟(Federation of International Robot- soccer Association, FIRA)宣告成立。 RoboCup和FIRA两个组织每年各举办一次国际性的足球机器 人大赛。 RoboCup足球机器人 RoboCup中型组足球机器人的研究意义 中型组足球机器人的系统组成 中型组足球机器人的系统组成 主要内容 视觉子系统任务分析 视觉子系统任务分析 主要内容 全向视觉传感器 全向视觉传感器 常规曲面反射镜优缺点对照表 全向视觉传感器 全向视觉传感器 主要内容 彩色图像目标识别 常用的彩色图像分割准则： （1）RGB颜色空间分割 基于CLUT的颜色空间分割 优点：速度快，图像二值化简单 缺点：对环境的适应性差 （2）HSL颜色空间分割 基于阈值的颜色分割 优点：便于阈值拓展，对环境的适应性好 缺点：速度慢 彩色图像目标识别 RGB空间和HSL空间分割方法的综合利用： （1）利用HSL颜色模型建立完备的RGB空间上的CLUT —建立CLUT时，先将颜色采样数据从RGB空间转换到HSL空间 —然后根据经验进行阈值拓展，求出合适的HSL空间上的阈值 —然后将该阈值区间上的所有点转换到RGB空间并填充颜色查找表 （2）颜色分割采用基于CLUT的RGB空间的分割方法 彩色图像目标识别 基于CLUT的动态窗格目标搜索算法 彩色图像目标识别 基于CLUT的区域生长算法 彩色图像目标识别 彩色图像目标识别 主要内容 视觉子系统的软件实现 视觉子系统的软件实现 视觉子系统实际运行效果 视觉子系统实际运行效果 主要内容 决策子系统任务分析 决策子系统任务分析 主要内容 基于规划的多智能体决策模型 基于规划的多智能体决策模型 基于规划的多智能体决策模型 基于规划的多智能体决策模型 主要内容 控制协调智能体的角色分配算法 控制协调智能体的角色分配算法 控制协调智能体的角色分配算法 控制协调智能体的角色分配算法 具体的分配算法设计如下： （1）：计算角色能力值 作为权值 ； （2）：构造机器人集合 ，角色集合 ， 这两个集合的元素没有交集，满足二分图结点的条件； （3）：以第一步计算的权值作为边的权值，以第二步构造的 集合作为结点构造完全二分图 ，求解带权二分 图 的最优匹配。 主要内容 计划执行智能体的有限状态自动机模型 计划执行智能体的有限状态自动机模型 计划执行智能体的有限状态自动机模型 前锋状态转移函数 的构造如下： 计划执行智能体的有限状态自动机模型 决策子系统实际运行效果 整个系统实际运行效果 实际运行情况 总结 展望 硕士学位论文答辩 谢谢！ 中型组足球机器人简介 中型组足球机器人硬件结构 求解参数 全向镜顶点高度 553mm 摄像机凸透镜高度 443mm 焦距5.9mm 全向镜半径32mm RGB to HSL HSL to RGB 图像分割的基本概念 图像分割的概念：将图像划分为与真实世界的物体或区域有 强相关性的组成部分。 图像分割的基础是像素之间的相似性和跳变性。所谓“相似 性”是指某个区域内像素具有某种相似的特性，如灰度、色 彩、反射率、纹理等。所谓“跳变性”是指像素特征变化的 不连续性，如灰度、色彩的突变等。 图像分割后图像中的不同区域都对应一定的实际物体。 阈值化分割；基于边缘的分割；基于区域的分割。 RGB空间的分割 基于CLUT的RGB颜色空间分割： 构造一个四维CLUT，其下标是R，G，B，T，其内容是True或False。 优点： 1.离线设置简单，以静态数据保存颜色分类信息； 2.