[发明专利]一种集控式足球机器人色标结构及其识别方法

说明书

本发明公开一种集控式足球机器人色标结构设计，包括色标主体，色标主体分为矩形区域A、直角三角形区域B、直角三角形区域C、直角三角形区域D以及剩下的其余区域，矩形区域A为机器人小车的队标，位于色标主体正中，长轴方向为机器人正方向顺时针旋转45°所指的方向，直角三角形区域B和直角三角形区域C分别位于矩形区域A的左下方和左上方，直角三角形区域D位于矩形区域A的右方。本发明还公开了其识别算法。本发明提供的一种集控式足球机器人色标结构设计及其识别算法，能够解决机器人小车碰撞时边界处色块的粘连问题、不同光照环境下色块扩散造成的混色问题以及色标中各颜色区域之间的干扰等问题，提高视觉系统识别的实时性、准确性。

技术领域

本发明涉及一种集控式足球机器人色标结构及其识别方法，属于机器视觉技术领域。

背景技术

近年来，随着人工智能领域的快速发展，国际上许多著名的研究机构和组织都对其开展了各式各样的研究。早在1992年，加拿大大不列颠哥伦比亚大学教授AlanMackworth在国际人工智能会议上首次提出机器人足球的概念，目的是通过机器人足球比赛为人工智能学科的发展提供一个具有挑战性的课题。目前，国际上最具影响力的主要有FIRA和RoboCup两个系列的足球机器人比赛，集趣味性、观赏性、智能化为一体，反映了参赛国家的信息与自动化研究水平。

FIRA MiroSot足球机器人系统以集中控制为主要形式，集控式足球机器人系统主要由控制子系统、视觉子系统、通信子系统、策略子系统组成，涉及到机械结构和自动化控制、图像处理、无线通信与多目标路径规划等多个技术领域。集控式足球机器人系统通过视觉子系统获取场上机器人的位姿和队号，将信息传输至决策子系统对场上的形势进行判断，随后对场上机器人做出战略规划，将任务分配至每个机器人，并通过通信子系统将动作指令由上位机传输至下位机，机器人对动作指令进行相应，驱动本体执行具体的运动，至此完成了一次循环。

视觉子系统作为决策子系统的前提，必须保证其实时性、准确性和抗干扰性。色标作为视觉子系统识别和处理的对象，包含了机器人小车的位置、角度和车号信息，色标的设计对于图像识别至关重要。现有技术中，小车碰撞时边界色块的粘连问题、不同光照环境下色块扩散造成的混色问题以及色标中各颜色区域之间的干扰等问题还不能得到有效解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够解决机器人小车碰撞时边界处色块的粘连问题、不同光照环境下色块扩散造成的混色问题以及色标中各颜色区域之间的干扰等问题，提高视觉系统识别的实时性、准确性的集控式足球机器人色标结构及其识别方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种集控式足球机器人色标结构，包括色标主体，所述色标主体分为矩形区域A、直角三角形区域B、直角三角形区域C、直角三角形区域D以及剩下的其余区域，所述矩形区域A为机器人小车的队标，位于所述色标主体正中，长轴方向为机器人正方向顺时针旋转45°所指的方向，所述直角三角形区域B和直角三角形区域C分别位于所述矩形区域A的左下方和左上方，所述直角三角形区域D位于所述矩形区域A的右方，所述直角三角形区域B的斜边与所述色标主体的左边平行，所述直角三角形区域C的斜边与所述色标主体的前边平行，所述直角三角形区域D的两直角边分别与所述色标主体的右边和后边平行。

所述直角三角形区域B、直角三角形区域C和直角三角形区域D总的填充颜色不超过两种且与所述矩形区域A的填充颜色不同。

两个相邻的所述矩形区域A、直角三角形区域B、直角三角形区域C和直角三角形区域D之间边界间隔2mm。

所述矩形区域A的填充颜色包括黄色或蓝色。

所述色标主体的尺寸为7.5cm×7.5cm。

一种集控式足球机器人色标结构识别方法，包括以下步骤：