基于RoboMaster競技賽中機(jī)器人視覺識別定位系統(tǒng)的研究

張建兵，周煜，王孝平，郝雯娟

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院機(jī)電工程與自動化學(xué)院，南京 211156）

0 引言

機(jī)器人對于運(yùn)動目標(biāo)識別與跟蹤是計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理的一個(gè)重要組成部分，其主要目的是獲取運(yùn)動目標(biāo)在運(yùn)動過程中的相關(guān)參數(shù)，從而進(jìn)行進(jìn)一步處理與分析，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的行為理解。由大疆創(chuàng)新向全球發(fā)起的RoboMater 機(jī)甲大師超級對抗賽中，由步兵機(jī)器人、工程機(jī)器人、哨兵機(jī)器人、英雄機(jī)器人、空中機(jī)器人等組成的機(jī)器人戰(zhàn)隊(duì)與敵方機(jī)器人戰(zhàn)隊(duì)同場競技，通過機(jī)器人發(fā)射彈丸，以精確擊殺敵方機(jī)器人特定目標(biāo)而取勝，快速移動的機(jī)器人的視覺識別與定位系統(tǒng)對敵方移動特定目標(biāo)進(jìn)行自主視覺識別、定位，實(shí)現(xiàn)精確打擊尤為關(guān)鍵。

機(jī)器視覺為基礎(chǔ)的機(jī)器人識別定位系統(tǒng)主要包括控制系統(tǒng)和攝像機(jī)相關(guān)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)圖像采集及相關(guān)的視覺算法，結(jié)合伺服控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)系統(tǒng)等完成機(jī)器人的視覺識別與定位［1-3］。機(jī)器人識別系統(tǒng)在識別敵方目標(biāo)同時(shí)，還要濾除己方移動機(jī)器人目標(biāo)，防止對己方機(jī)器人造成傷害。因此，需要提出特定的視覺算法，實(shí)現(xiàn)對敵方目標(biāo)的精確識別與快速打擊。目前，國內(nèi)外科研人員針對視覺識別跟蹤定位，提出多種理論算法，常用的有SIFT［4］、SURF［5］、ORB［6］等算法，其中SIFT、SURF 算法雖然對目標(biāo)圖像識別精度高，但計(jì)算耗時(shí)長，無法滿足移動機(jī)器人對目標(biāo)跟蹤定位實(shí)時(shí)性要求［7］。ORB算法降低了圖像精度，提取速度較快，可滿足定位實(shí)時(shí)性要求［8］。……