论文摘要
机器人足球比赛是继深蓝之后为促进人工智能与智能机器人技术的研究与教育而设立的一个标准问题，其目的是通过竞赛进行技术的同台较量，促进相关领域的发展。小型足球机器人是RoboCup机器人世界杯赛中的一项重要赛事，它主要着眼于在高动态环境里关于一个集中式和分布式相混合的系统的多智能体协调及控制的问题，涉及到运动建模与控制、动态路径规划、图象识别、智能决策和推理、多机器人协作、以及机械结构设计、控制电路设计等问题，具有典型的研究意义。视觉子系统是足球机器人的前端，负责多个移动目标的识别、定位与跟踪，其处理效果直接关系到推理、决策和协作的准确性和高效性。但环境光照条件的不均匀和不稳定、目标运动速度快、定位精度要求高、场地大而识别目标小、以及图象畸变对视觉子系统的实现提出了挑战。本文研究了RoboCup小型足球机器人视觉子系统的设计与实现。分析了视觉子系统的硬件设计和图象处理软件(RoboCup SSLImageView)的设计，着重研发了图象处理软件。基于功能分析和模块设计思想，把整个软件系统分为图象分割、畸变校正和目标识别三个模块。从精确性、稳定性、实时性和高效性出发，重点对自动采样、不稳定光照条件下的图象分割和连通区域搜索方法进行了探索。硕士研究生期间本人负责机器人实验室的视觉组的工作，主要成果如下：1)设计并开发RoboCup SSLImageView图像处理软件，并取得相应的软件著作权。2)针对手工采样的缺点，设计自动采样方法，极大的提高了阀值获取的速度和精度，以及处理复杂场地情况的能力。3)提出一种解决不稳定光照下基于背景的阀值自适应图像分割的思路。4)设计改进的轮廓搜索算法，极大的提高了图像处理速率。浙江大学RoboCup小型组在2006年又取得了新的突破，不仅历史性的在RoboCup世界杯上打入八强，并且在国内赛上首次夺冠。而RoboCup SSLImageView视觉系统软件在这些比赛中表现出了极大的稳定性和良好的性能。