基于OpenCV与NAOqi库的NAO机器人点球决策

冯 萍，陈泽宇

(长春大学 计算机科学与技术学院, 长春 130022)

机器人点球大赛是由软银组织的面向本科生、研究生的开放比赛。NAO 机器人作为 robocup 标准平台组的比赛机器人，被广泛使用于各大学间的机器人足球比赛。在比赛中，参赛者需使用设定好的程序，使NAO机器人自主完成在模拟足球场地上的点球射门；主要考察参赛者对NAO机器人的控制技术以及对足球的精准识别和进攻策略。传统的NAO机器人点球比赛普遍存在着足球识别不准确、决策速度慢且无法进行微调操作、机器人与草坪摩擦过大导致的摔倒问题等。文章就以上几点进行分析及解决。

1 NAO机器人视觉及移动控制系统

NAO机器人的视觉模块通过对摄像机拍摄的彩色图像处理来获取环境的相关数据信息，进而判断机器人与球的相对位置，为机器人移动提供决策依据。NAO机器人有着极高的自由度，如图1所示，通过对机器人关节的相对角度的控制以及官方提供的API接口来实现对其移动控制。

图1 NAO机器人的相关关节

NAO机器人的两个摄像头一个位于额头上，负责机器人水平方向的视野；另一个位于嘴部，负责机器人脚下近处的观察，分辨率皆为640*480。由于系统原因，两个摄像头不可同时开启，但可做到随时切换。主要使用下摄像头来进行图像的捕获。

2 足球识别

2.1 色彩空间

在最常用的RGB的色彩空间中，色彩均由R(红)、G(绿)、B(蓝)3种基础颜色组合变换而来。但在摄像机实际拍照时，会有不同场景不同光照的情况，使用RGB颜色空间会产生一定程度上的误差。……