学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

足球机器人全景视觉系统研究与设计

作　者: 黄苗
导　师: 邓本再
学　校: 长沙理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 全景视觉双曲面反射镜图像分割 BP神经网络图像匹配自定位
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

全景视觉系统与传统视觉系统相比,具有大视场、信息量更丰富的优势。能为移动机器人完成诸如路标识别、在环境中的定位、选择行走路径等导航任务提供全方位的视觉信息。本论文以RoboCup中型足球机器人为实验平台,对其全景视觉系统进行了研究与设计。阐述了全景视觉系统的硬件与软件设计步骤和方法,并设计了一套视场可达360°×110°的基于双曲面反射镜的全景视觉系统。在分析了基于双曲面反射镜的全景视觉系统的成像原理和透视成像原理的基础上,对具有形变的全景图像的还原方法进行了研究。提出了一种能在全景图像中将水平场景图像进行无形变还原的方法。通过Matlab编程实现,图像的形变被还原。在图像处理方法上,还提出了一种基于BP神经网络的颜色分类方法。并应用该方法对视觉图像进行基于颜色的图像分割。实验结果表明该方法是可行的,并能应用于足球机器人全景视觉系统的视觉图像处理。最后,提出了一种基于场地白色标线图像匹配的足球机器人自定位方法。该方法首先要建立场地模型图像,然后利用前面提出的图像处理方法对实时图像进行处理提取出白色标志线,最后对两幅图像的白色标志线进行匹配。通过实验,结果表明该方法达到了较高定位精度和较快定位速度。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及意义  9
  1.2 机器人全景视觉系统概述  9-12
  1.3 全景视觉技术国内外研究现状  12-13
  1.4 论文的主要工作  13-15
第二章足球机器人全景视觉系统设计  15-26
  2.1 足球机器人全景视觉系统硬件组成  15-16
  2.2 足球机器人全景视觉系统硬件设计  16-21
    2.2.1 摄像机及镜头选择  16
    2.2.2 图像采集卡选择  16
    2.2.3 图像处理器件选择  16
    2.2.4 光学系统选择  16-20
    2.2.5 全景视觉系统硬件选择清单  20-21
  2.3 足球机器人全景视觉系统软件设计  21-26
    2.3.1 采用DirectShow实现视频捕捉  21-22
    2.3.2 基于VC与Matlab混合编程方法  22-24
    2.3.3 主显示界面程序设计  24-25
    2.3.4 相关参数的标定程序设计  25-26
第三章水平场景无形变图像还原  26-36
  3.1 基本图像空间变换方法及插值方法  26-27
    3.1.1 基本图像空间变换方法  26-27
    3.1.2 基本插值方法  27
  3.2 透视成像原理  27-29
  3.3 基于双曲面反射镜的系统投影模型  29-31
    3.3.1 正投影模型  29-30
    3.3.2 逆投影模型  30-31
  3.4 水平场景无形变图像还原方法  31-35
    3.4.1 水平场景无形变图像还原方法原理  31-32
    3.4.2 水平场景无形变图像还原方法仿真与实验  32-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章基于颜色分量的图像分割方法研究  36-45
  4.1 图像分割的定义及分割方法  36
  4.2 基于BP神经网络的颜色分类方法  36-42
    4.2.1 基于BP神经网络的颜色分类原理  36-40
    4.2.2 基于BP神经网络的颜色分类方法的编程实现  40-41
    4.2.3 基于BP神经网络的颜色分类方法的Matlab 仿真  41-42
  4.3 足球机器人全景视觉图像分割  42-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章基于全景视觉图像匹配的机器人自定位方法  45-52
  5.1 基本图像匹配方法  45-47
    5.1.1 灰度匹配方法  45-46
    5.1.2 特征匹配方法  46
    5.1.3 特征匹配和灰度匹配方法的比较  46-47
  5.2 基于白色标志线匹配的足球机器人自定位方法  47-50
    5.2.1 建立场地白线模型  47-48
    5.2.2 全景图像中白色标志线的提取  48-49
    5.2.3 全景图像中白色标志线进行空间变换  49
    5.2.4 基于白线匹配定位  49-50
  5.3 实验结果及分析  50-51
  5.4 本章小结  51-52
总结与展望  52-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
附录A （攻读硕士学位期间发表论文目录）  57

相似论文

森林防火系统中图像识别算法的研究,TP391.41
中医舌诊中舌形与齿痕的特征提取及分类研究,TP391.41
红外图像匹配技术研究,TP391.41
机械臂视觉伺服系统的研究,TP242.6
数字图像处理在集装箱检测中的应用研究,TP274.4
个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
市级旅游用地规划环境影响评价研究,X820.3
珠三角地区高性能混凝土配合比智能化系统,TU528
大学生综合素质测评研究,G645.5
基于并行算法的模糊综合评价模型的设计与应用,TP18
基于神经网络的牡蛎呈味肽制备及呈味特性研究,TS254.4
基于图像处理技术的烟叶病害自动识别研究,S435.72
高速公路拆迁民众生存系统评价研究,D523
红外图像目标识别及跟踪技术研究,TP391.41
细菌聚类算法及其在图像分割问题中的研究与应用,TP391.41
煤矿风险信息集成与智能预警研究,X936
基于计算机视觉的柑橘品质分级技术研究,TP391.41
基于图割理论的图像匹配问题研究,TP391.41
基于特征描述的图像匹配方法研究,TP391.41
基于粒子群优化的Fuzzy c-mean聚类算法的基因芯片图像处理,TP391.41
基于模拟的注塑模浇注系统及成型工艺参数优化研究,TQ320.662