基于计算机视觉原理的自主足球机器人位置规划,基于计算机视觉原理的自主足球机器人位置规划...

视觉原理的自主足球机器人位置规划

第

加

卷第期月年

一

一一

电路与系统学报

,

文章编号

基于计算机视觉原理的自主足球机器人位置规划

屠运武

,

‘

张培仁

,

,

张志坚

中国科学技术大学自动化系

安徽合肥

摘要

位置和角度

在计算机视觉原理的基础上

,

,

本文提出了一种求取从视平面坐标到实际坐标转换矩阵的算法

。

。

根据机器

人及足球在视平面上的坐标

,

即可计算出其实际坐标

。

运用于自主足球机器人比赛中

,

可获取本方

、

对方及足球的

为制定比赛策略提供重要的数据

,

关健词

视平面

坐标

足球机器人文献标识码

中口分类号

概述

机器人足球大赛是近年来国内外发展极快的一项高技术对抗运动

器人之间的协同合作

图像处理

、。

机器人足球系统需要多个机

、

,

它融合了多个领域的知识

。

,

包括机器人

,

、

自动控制

机械学

,

。

、

通信

、

传感器

、

视觉识别及人工智能等

,,

视觉系统是整个机器人足球比赛的关键

进而产生控制输出

。

它是从

投影中提取

、

有用的帧信息

根据所捕获的图像建立现实世界的模型

通过视觉系统确定本方

对方机器人和足球的位置和角度

赛的胜负

。

为比赛策略系统的接口信息

,

图像识别的效果和速度直接关系到比

。

计算机视觉系统是目前人工智能研究最重要的工具

也是自主足球机器人的主要研究内容之一

、

其内容包括根据一幅或多幅视平面图像计算出视点到目标物体的距离标物体的表面特性等地运动标

,,

。

目标物体的运动参数

,,

、

以及目

比赛时球场及一些规划线的距离及相对位置是固定的

。

而机器人和足球则不停

具有自主功能的足球机器人如何根据自带的微型摄像拍摄的图像进行分析

得到有关参数是上运动点足球

控制和决策成功的关键

通过分析已知条件的坐标参数及机器人

在引入了计算机视觉系统后

,

该问题就变成了根据视平面上某些参考点的坐足球场所在的平面

,

建立相应的数学模型

,

求出空间平面

。

空间坐标系

空间坐标的几何关系

在左手系的三维笛卡尔坐标系中像的投影变换坐标系

系的原点视平面上点尸如下

,

,

取

为成正实

空间坐标

,

即将视平面的位置与光心

。

的位置对调

得到空间坐标系如图

,

所示

之间的关系

图

空间坐标系

力与空间对应的点尸

下二二

,

,

‘

乙

艺

,

其中

面的方程为

尸

,

为摄像机光心到视平面之间的距离

一

通常为一己知定值

,

。

如果空间的点

尸

,

,之

,

所在的平

。

、

,

其中

,

公为平面的斜率

一一

’

为光心沿

轴到空间平面的距离

则点

,

,

与视平面上对应点的坐标关系满足下式

一一一竺一一

一

一

一二兰一一

一

、、

一

根据式

,

只要知道空间平面方程中三个参数

,

那么该平面上点的坐标就可根据其在

收鹅日期

一

一

修订日期

一

一

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