| 【中文题名】 | 自主式足球机器人控制系统研究 |
| 【英文题名】 | The Study of the Control System of the Autonomous Soccer Robot |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-9-7 |
| 【中关键词】 | 足球机器人,自主,RoboCup,全景视觉,RGB,HSL |
| 【英关键词】 | soccer robot,autonomous,RoboCup,omnidirectional vision,RGB,HSL,colorful image segment,recognition,system, |
| 【分类导航】 | 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> |
| 【论文摘要】 | 自主式机器人在科研、探险、军事等方面已经得到了广泛应用,关于这方面的研究也是当今机器人学科的焦点之一。近年以来,自主式足球机器人为这方面的研究开辟了新的领域和思维方法,它所取得的成果也代表了当今自主式机器人研究的最新成果。
本文首先简要介绍了足球机器人的历史及发展,对国内外足球机器人研究的现状进行了分析。接着本文简要介绍了东北大学“牛牛”自主式足球机器人的体系架构,各个子系统的功能和特点,并着重论述了驱动控制子系统和视觉子系统的设计实现。
针对自主式足球机器人的运动特点,本文对驱动控制子系统的功能要求进行了分析,提出了基于PWM技术的驱动控制系统的设计方案,对控制单元、测速单元、电机驱动单元、通信单元等单元电路进行了详细设计。
视觉子系统也是本文重点论述的内容之一。视觉子系统采用全景视觉传感器作为图象采集设备,针对自主式足球机器人比赛的特点,本文采用变步长区域生长算法对彩色图象进行分割,利用目标的色彩、位置、外形等信息对目标进行识别。由于全景传感器获得的是畸变的图象,本文对目标的位置标定方法进行了研究,并进一步探讨了机器人的自定位方法。
至于机器人的软件系统,本... |
| 【论文题纲】 |
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独创性声明 |
4-5 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-10 |
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第一章 绪论 |
10-15 |
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1.1 足球机器人简介 |
10 |
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1.2 足球机器人的由来及发展 |
10-11 |
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1.3 集控式足球机器人与自主式足球机器人 |
11-13 |
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1.4 论文背景 |
13-15 |
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第二章 自主式足球机器人系统简介 |
15-23 |
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2.1 RoboCup机器人比赛 |
15-17 |
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2.1.1 RoboCup足球机器人比赛简介 |
16 |
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2.1.2 国内自主式足球机器人研究现状 |
16-17 |
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2.2 自主式足球机器人系统概述 |
17-22 |
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2.2.1 自主式足球机器人机械结构概述 |
17-18 |
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2.2.2 自主式足球机器人控制系统结构概述 |
18-21 |
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2.2.3 系统的硬件实现 |
21-22 |
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2.3 本文的主要工作 |
22-23 |
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第三章 驱动控制子系统 |
23-38 |
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3.1 驱动控制子系统结构 |
23-24 |
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3.2 驱动控制子系统硬件设计 |
24-37 |
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3.2.1 CPU单元 |
24-29 |
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3.2.2 轮速反馈单元 |
29-31 |
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3.2.3 走行电机驱动单元 |
31-34 |
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3.2.4 弹射持球电机驱动单元 |
34-35 |
|
3.2.5 串行通信单元 |
35-36 |
|
3.2.6 模拟量输入接口单元 |
36 |
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3.2.7 数字量接口单元 |
36-37 |
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3.3 本章小结 |
37-38 |
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第四章 视觉子系统 |
38-64 |
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4.1 引言 |
38 |
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4.2 视觉子系统任务分析 |
38-39 |
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4.2.1 RoboCup比赛场地 |
38-39 |
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4.2.2 RoboCup自主式足球机器人的视觉任务及特点 |
39 |
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4.3 视觉子系统简介 |
39-42 |
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4.3.1 视觉子系统硬件构成 |
39-40 |
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4.3.2 全景视觉传感器简介 |
40-41 |
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4.3.3 视觉子系统的处理流程 |
41-42 |
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4.4 基于全景视觉的彩色图像目标识别研究 |
42-55 |
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4.4.1 彩色图像及颜色模型 |
42-45 |
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4.4.2 基于颜色的图像分割技术 |
45-52 |
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4.4.3 特征提取 |
52-54 |
|
4.4.4 目标识别 |
54-55 |
|
4.5 机器人自定位及坐标变换 |
55-61 |
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4.5.1 基于全景视觉的距离标定 |
55-58 |
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4.5.2 基于全景视觉的机器人自定位 |
58-60 |
|
4.5.3 基于全景视觉的坐标变换 |
60-61 |
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4.6 视觉子系统软件设计 |
61-62 |
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4.7 本章小结 |
62-64 |
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第五章 结束语 |
64-66 |
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5.1 本文的成果 |
64-65 |
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5.2 存在的问题及前景展望 |
65-66 |
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参考文献 |
66-68 |
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致谢 |
68-69 |
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作者简介 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.376812 |
