学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于嵌入式视觉的仿人机器人点球系统

作　者: 康俊峰
导　师: 洪炳镕
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 仿人机器人 嵌入式视觉 目标识别 运动规划 有穷自动机
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 72次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


机器人足球比赛已经成为当前人工智能和机器人领域的研究热点之一,其中,全自主足球机器人有着巨大的应用潜力,其应用领域包括自动驾驶、导游、未知区域的探索、核电站的维护、无人工厂中的搬运系统等等。作为一个复杂的分布式智能控制系统,全自主仿人足球机器人涉及人工智能、自动控制、传感器技术、图像处理、复杂运动规划等多门学科。由哈工大计算机学院与韩国MiniRobot公司合作设计开发的HIT-II型全自主仿人机器人的硬件结构由四部分组成:嵌入式主控计算机、单目视觉系统、运动控制系统和运动执行系统。该机器人最大的特点是以Acer n300 PDA作为主控计算机,使之具有体积小、计算能力强、稳定性高等特点,实现了仿人机器人的完全自主控制。嵌入式视觉系统是仿人机器人点球系统的基础,它对机器人的总体性能起着决定性的作用,机器人对目标的识别、定位、路径和运动规划都要建立在视觉系统的基础上,为了保证点球系统具备实时性、准确性、鲁棒性和稳定性,该视觉系统采用了HSV颜色空间,采用了一种基于颜色查找表的变门限聚类识别算法和基于单目视觉的目标定位算法,取得了较好的实验效果。运动规划系统是仿人机器人点球系统的核心,其本质是决策算法,是机器人的灵魂,它通过视觉和定位信息,并采用有穷自动机理论,基于点球系统射门和守门的任务,构造了各角色的有穷状态机决策模型,每个状态都对应着一个算法,包含一系列决策与动作,在状态进行转换时,就会发生决策与动作上的切换,同时完成了机器人射门和守门的任务。实验证明,上述提出的算法应用在HIT-II型全自主仿人机器人点球系统上是有效的,并且该系统具备可靠性、准确性、实时性和稳定性,将来还需要进一步的完善,相信HIT-II型机器人会在比赛中取得优异的成绩。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-17
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 国内外研究现状和分析  10-13
    1.2.1 视觉系统的研究现状和分析  10-11
    1.2.2 运动规划系统的研究现状和分析  11-13
  1.3 仿人机器人研究成果  13-15
  1.4 课题来源  15
  1.5 本文主要研究内容及内容安排  15-17
第2章 HIT-Ⅱ型仿人机器人的硬件及软件结构设计  17-26
  2.1 仿人机器人硬件体系结构  17-23
    2.1.1 仿人机器人总体硬件结构  17-19
    2.1.2 主控计算机  19-20
    2.1.3 单目视觉系统  20-21
    2.1.4 运动控制系统  21-22
    2.1.5 运动执行系统  22-23
  2.2 仿人机器人软件体系结构  23-25
    2.2.1 软件结构框架  23
    2.2.2 决策程序结构  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章 嵌入式视觉系统设计与实现  26-42
  3.1 设计目标和原则  26-27
  3.2 颜色空间模型选择  27-29
  3.3 基于颜色的多目标识别算法  29-39
    3.3.1 阶段1 图像扫描与颜色域变换  30-32
    3.3.2 阶段2 基于颜色的多目标像素聚类  32-39
  3.4 单目摄像机目标定位  39-40
  3.5 本章小结  40-42
第4章 运动规划系统设计与实现  42-54
  4.1 确定型有穷状态机模型  42-43
  4.2 有穷状态机在运动规划系统中的应用  43-47
    4.2.1 运动规划基本框架划分  43-44
    4.2.2 射门的有穷状态机模型  44-45
    4.2.3 守门的有穷状态机模型  45-47
  4.3 射门规划算法  47-50
    4.3.1 找球算法  47-48
    4.3.2 接近球算法  48-49
    4.3.3 调整射门方向算法  49-50
  4.4 守门规划算法  50-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章 HIT-Ⅱ型仿人机器人系统实验  54-65
  5.1 嵌入式视觉系统实验  54-55
  5.2 定位系统实验  55-57
  5.3 射门实验  57-61
    5.3.1 跟球实验  57-58
    5.3.2 脚步调整实验  58-60
    5.3.3 射门流程及图示说明  60-61
  5.4 守门实验  61-64
  5.5 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
个人简历  72

相似论文

  1. 空间目标ISAR成像仿真及基于ISAR像的目标识别,TN957.52
  2. 基于智能学习的多传感器目标识别与跟踪系统研究,TP391.41
  3. 红外超光谱图像的虚拟探测器研究,TP391.41
  4. 图像实时采集、存储与处理方法研究,TP391.41
  5. 基于全局视觉的仿人机器人足球比赛系统,TP242.6
  6. 空中目标抗干扰识别跟踪系统,TN215
  7. 红外图像目标识别及跟踪技术研究,TP391.41
  8. 水下目标特征的压缩与融合技术研究,TN911.7
  9. 仿人形机器手的开发与研究,TP242
  10. SAR成像目标识别子区选取与匹配方法研究,TN957.52
  11. 基于3G网络的智能交通视频监控系统的设计与实现,TP391.41
  12. 基于视频监控的特定目标识别研究,TP391.41
  13. 基于视频的动物运动跟踪分析系统及应用研究,TP391.41
  14. 基于空间邻域词袋模型的图像标注技术,TP391.41
  15. 上肢康复机器人设计与运动规划,TP242
  16. 高分辨率遥感图像目标识别方法研究,TP751
  17. 水下机械手信息融合及作业规划研究,TP241
  18. 轮式仿人机器人导航与路径规划研究,TP242
  19. 仿人机器人斜面步行模式的建模与规划,TP242.6
  20. 移动机械臂跟踪控制与运动规划研究,TP242
  21. 基于视觉系统的无人直升机自主降落,V279

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com