足球机器人图像处理和路径规划研究
发布时间：2021-11-07 09:18
足球机器人作为一种智能机器人,将竞技体育运动与人工智能有机结合在一起,综合运用机械结构、电路设计、模式识别、自动控制、无线通信、决策规划等诸多学科的知识,是研究人工智能的一个很好的实践平台。本文以小型足球机器人为研究对象,对足球机器人机器视觉中图像分割识别与目标轨迹跟踪问题,以及在此基础上的足球机器人路径规划进行研究。本学位论文的主要工作与取得的成果如下:首先,研究了足球机器人场景彩色图像中边界等目标的分割识别方法。提出了一种基于PCNN和最大灰度熵分量的彩色图像分割方法。在该方法中,将彩色图像转换到HSV颜色空间,选取灰度熵最大的图像分量,并对该图像分量依据最大香农熵准则使用PCNN进行循环分割。仿真实验验证了所提方法对彩色图像分割的有效性和较之于其它方法的优越性。应用该方法,准确完整的分割出足球机器人比赛场景中的各种目标,为后续的足球机器人路径规划识别出障碍物。其次,研究了足球运动轨迹的跟踪方法。针对目标跟踪准确性问题,提出了一种改进的均值漂移跟踪方法。在该方法中,通过在小波变换分解提取图像细节信息的基础上计算LTP纹理信息来计算目标模型与候选模型,并且在计算目标模型时引入背景加权...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 足球机器人比赛概述
1.2.2 图像分割研究综述
1.2.3 目标跟踪研究综述
1.2.4 机器人路径规划研究综述
1.3 本文的工作及内容安排
第2章 比赛场景彩色图像分割研究
2.1 引言
2.2 彩色图像颜色空间
2.2.1 电子设备显示的颜色空间
2.2.2 面向视觉感知的颜色空间
2.3 图像分割方法概述
2.4 图像灰度熵
2.5 PCNN简化模型及其图像处理原理
2.5.1 PCNN简化模型
2.5.2 PCNN图像分割原理
2.6 结合灰度熵值和PCNN的彩色图像分割
2.7 仿真实验及分析
2.8 本章小结
第3章 足球目标跟踪方法研究
3.1 引言
3.2 均值漂移理论简介
3.2.1 核密度估计
3.2.2 均值漂移原理在多维空间的实现
3.2.3 经典均值漂移跟踪方法
3.3 基于小波变换的LTP纹理特征
3.4 背景加权信息
3.5 改进的均值漂移跟踪方法实现步骤
3.6 仿真实验及分析
3.7 本章小结
第4章 足球机器人路径规划
4.1 引言
4.2 经典人工势场法简介
4.3 经典人工势场法的局限性
4.3.1 目标附近不可到达问题
4.3.2 局部极小值问题
4.3.3 不能动态规划问题
4.3.4 环境适应性问题
4.4 面向环境复杂度的步长自适应调节人工势场法的研究
4.4.1 环境复杂度的描述
4.4.2 迭代步长自适应调整方法
4.5 仿真实验及分析
4.5.1 静态环境仿真分析
4.5.2 动态环境仿真分析
4.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
A. 发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于暗原色先验与小波变换的图像去雾方法[J]. 许杰,杨会成. 计算机技术与发展. 2016(02)
[2]改进人工势场法与模拟退火算法的无人机航路规划[J]. 王强,张安,吴忠杰. 火力与指挥控制. 2014(08)
[3]基于多尺度空间PCNN模型的图像分割算法[J]. 杨娜,陈后金,郝晓莉,李艳凤. 北京交通大学学报. 2013(02)
[4]复杂环境下改进APF的机器人路径规划[J]. 卢恩超,张万绪. 计算机工程与应用. 2013(24)
[5]基于人工势场法的机器人避障算法[J]. 叶彬强,王一. 重庆理工大学学报(自然科学). 2012(09)
[6]一种改进的K-means聚类彩色图像分割方法[J]. 刘小丹,牛少敏. 湘潭大学自然科学学报. 2012(02)
[7]基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障[J]. 朱磊,樊继壮,赵杰,吴晓光,刘罡. 中南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]结合最大方差比准则和PCNN模型的图像分割[J]. 辛国江,邹北骥,李建锋,陈再良,蔡美玲. 中国图象图形学报. 2011(07)
[9]基于PCNN图像因子分解的X线医学图像增强[J]. 何胜宗,刘映杰,马义德,宋文强,邓海波. 中国图象图形学报. 2011(01)
[10]基于小波变换和2DPCA的人脸识别[J]. 翟俊海,翟梦尧,王华超. 河北大学学报(自然科学版). 2010(05)
硕士论文
[1]基于全景视觉的足球机器人目标跟踪研究[D]. 张柱.湘潭大学 2015
[2]融合时空上下文的超像素跟踪算法研究[D]. 杜安安.吉林大学 2015
[3]小型足球机器人的模块化设计与运动控制研究[D]. 赵爽.西南交通大学 2014
[4]基于仿人足球机器人视觉系统的球场特征识别[D]. 张艳辉.吉林大学 2013
[5]基于视觉的仿人足球机器人定位与跟踪算法研究[D]. 孙奇.东北大学 2012
[6]仿人足球机器人视觉和决策系统的研究与设计[D]. 刘颖.东北大学 2012
[7]基于粒子群算法的半自主足球机器人彩色图像光照不变性研究[D]. 葛磊华.中国海洋大学 2012
[8]基于视觉的足球仿人形机器人彩色目标及关键点的识别[D]. 马爽.吉林大学 2011
[9]复杂动态环境下的小型足球机器人路径规划研究[D]. 宫金超.浙江理工大学 2011
[10]小型智能足球机器人系统全局视觉的研究与设计[D]. 朱艳丽.浙江理工大学 2011
本文编号：3481590
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 足球机器人比赛概述
1.2.2 图像分割研究综述
1.2.3 目标跟踪研究综述
1.2.4 机器人路径规划研究综述
1.3 本文的工作及内容安排
第2章 比赛场景彩色图像分割研究
2.1 引言
2.2 彩色图像颜色空间
2.2.1 电子设备显示的颜色空间
2.2.2 面向视觉感知的颜色空间
2.3 图像分割方法概述
2.4 图像灰度熵
2.5 PCNN简化模型及其图像处理原理
2.5.1 PCNN简化模型
2.5.2 PCNN图像分割原理
2.6 结合灰度熵值和PCNN的彩色图像分割
2.7 仿真实验及分析
2.8 本章小结
第3章 足球目标跟踪方法研究
3.1 引言
3.2 均值漂移理论简介
3.2.1 核密度估计
3.2.2 均值漂移原理在多维空间的实现
3.2.3 经典均值漂移跟踪方法
3.3 基于小波变换的LTP纹理特征
3.4 背景加权信息
3.5 改进的均值漂移跟踪方法实现步骤
3.6 仿真实验及分析
3.7 本章小结
第4章 足球机器人路径规划
4.1 引言
4.2 经典人工势场法简介
4.3 经典人工势场法的局限性
4.3.1 目标附近不可到达问题
4.3.2 局部极小值问题
4.3.3 不能动态规划问题
4.3.4 环境适应性问题
4.4 面向环境复杂度的步长自适应调节人工势场法的研究
4.4.1 环境复杂度的描述
4.4.2 迭代步长自适应调整方法
4.5 仿真实验及分析
4.5.1 静态环境仿真分析
4.5.2 动态环境仿真分析
4.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
A. 发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于暗原色先验与小波变换的图像去雾方法[J]. 许杰,杨会成. 计算机技术与发展. 2016(02)
[2]改进人工势场法与模拟退火算法的无人机航路规划[J]. 王强,张安,吴忠杰. 火力与指挥控制. 2014(08)
[3]基于多尺度空间PCNN模型的图像分割算法[J]. 杨娜,陈后金,郝晓莉,李艳凤. 北京交通大学学报. 2013(02)
[4]复杂环境下改进APF的机器人路径规划[J]. 卢恩超,张万绪. 计算机工程与应用. 2013(24)
[5]基于人工势场法的机器人避障算法[J]. 叶彬强,王一. 重庆理工大学学报(自然科学). 2012(09)
[6]一种改进的K-means聚类彩色图像分割方法[J]. 刘小丹,牛少敏. 湘潭大学自然科学学报. 2012(02)
[7]基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障[J]. 朱磊,樊继壮,赵杰,吴晓光,刘罡. 中南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]结合最大方差比准则和PCNN模型的图像分割[J]. 辛国江,邹北骥,李建锋,陈再良,蔡美玲. 中国图象图形学报. 2011(07)
[9]基于PCNN图像因子分解的X线医学图像增强[J]. 何胜宗,刘映杰,马义德,宋文强,邓海波. 中国图象图形学报. 2011(01)
[10]基于小波变换和2DPCA的人脸识别[J]. 翟俊海,翟梦尧,王华超. 河北大学学报(自然科学版). 2010(05)
硕士论文
[1]基于全景视觉的足球机器人目标跟踪研究[D]. 张柱.湘潭大学 2015
[2]融合时空上下文的超像素跟踪算法研究[D]. 杜安安.吉林大学 2015
[3]小型足球机器人的模块化设计与运动控制研究[D]. 赵爽.西南交通大学 2014
[4]基于仿人足球机器人视觉系统的球场特征识别[D]. 张艳辉.吉林大学 2013
[5]基于视觉的仿人足球机器人定位与跟踪算法研究[D]. 孙奇.东北大学 2012
[6]仿人足球机器人视觉和决策系统的研究与设计[D]. 刘颖.东北大学 2012
[7]基于粒子群算法的半自主足球机器人彩色图像光照不变性研究[D]. 葛磊华.中国海洋大学 2012
[8]基于视觉的足球仿人形机器人彩色目标及关键点的识别[D]. 马爽.吉林大学 2011
[9]复杂动态环境下的小型足球机器人路径规划研究[D]. 宫金超.浙江理工大学 2011
[10]小型智能足球机器人系统全局视觉的研究与设计[D]. 朱艳丽.浙江理工大学 2011
本文编号：3481590
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