多智能足球机器人系统的关键技术

2001年4月第22卷第2期东北大学学报(自然科学版)JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Apr.2001Vol122,No.2

文章编号:1005-3026(2001)02-0192-04

多智能足球机器人系统的关键技术

王文学,赵姝颖,孙 萍,徐心和

(东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110004)

摘 要:以NEWNEU参加机器人足球世界杯赛(FIRARWC99)的基于视觉型微型足球机

器人系统MIROSOT为背景,详细介绍了机器人足球的关键应用技术#采用模糊神经网络和自学习专家系统的分层智能控制系统是当前机器人足球系统的研究方向#具有人工智能的自主型步行足球机器人是足球机器人的长远发展目标#

关 键 词:多智能体;足球机器人;计算机视觉;决策对策中图分类号:TP242.6 文献标识码:A

足球机器人系统是机器人研究的一个分支,属于可行走智能机器人系统#目前研究的方向为集中控制式足球机器人系统(Vision-BasedRemoteBrainlessMult-iRobotSystem);集中视觉型足球机器人系统(Vision-BasedBrain-on-BoardMult-iRobotSystem);分布控制式足球机器人系统(Robo-tBasedMult-iRobotSystem)#足球机器人既有一般机器人的共性,又有其特性#它以实现机器人足球运动员为发展目标,研究运动分析、自动控制、人工智能、计算机视觉及其他传感器融合、无线数字通信等学

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科领域#本文对在参加国际机足联世界杯赛和多次国内赛事中取得良好战绩的NEWNEU足球机器人系统的关键技术予以介绍,并对当前发展中的足球机器人应用技术进行了分析和探讨#

场地图像,得到场上运动物体的有关数据供决策子系统进行分析决策使用#在3对3比赛中,每次要提供敌我双方6个机器人和1个球的Xi、Yi坐标和运动方向角Hi的数据#

NEWNEU视觉子系统硬件配置:WV-CP450彩色CCD摄像头,分辨率为640@480#CA-CPE-3000彩色图像采集卡,经解码后转换为RGB-24bits的数字信号,通过CPI总线送到PC机内存#

111 彩色图像分割技术

(1)图像的多重二值化和多值标记法

图像二值化是图像分析的基础,在彩色图像中,对每一种颜色都进行二值化,称为多重二值化方法#可采用对图值的多值标记法来记录分割图像#

(2)相关点二值化和查找表二值化方法

在辨识扫描策略中,只对部分相关点进行二值化,称为相关点二值化,加快扫描速度#在此基础上,采用查表方法确定该点属性,以避免对RGB像素进行串行运算,提高算法的实时性#

(3)用划分三维HSI空间进行图像分割首先以人机对话方式采集一系列样本点,这些点属于RGB颜色空间{Ri,Gi,Bi}#通过正变换转换到HSI空间{Hk,Sk,Ik},对每个HSI空间点的H、S、I分别加一增量{HK?$H,SK?$S,IK?$I}再对其进行反变换,就得到了在RGB空间属于该样本点的区域#用这种方法可离线制作颜色查找表#

1 计算机视觉技术及其与其他传感

器的数据融合

集中控制式系统特点是主计算机和视觉传感器与机器人分离#视觉传感器位于比赛场地上方,所有机器人共用一个视觉识别机构#图像处理和辨识决策都由主机完成,决策命令通过无线数字通信系统传送给各足球机器人#视觉子系统、决策子系统、无线通信系统和机器人单体子系统构成了闭环控制系统#其中机器人是控制对象,决策子系统可看做系统控制器,视觉子系统可看作检测及反馈环节#

视觉系统的主要任务是实时采集、处理、辨识

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收稿日期:2000-08-30

基金项目:国家自然科学基金资助项目(69875003)#

作者简介:王文学(1946-),男,辽宁兴城人,东北大学副教授;徐心和(1940-),男,黑龙江哈尔滨人,东北大学教授,博士生导师

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