基于計算機仿真的全景視覺(jué)鏡面設計

　　2 實(shí)驗與結果

　　所設計的用于足球機器人的鏡面需滿(mǎn)足下列要求：

　　1） 當機器人在場(chǎng)地中間位置時(shí)，需要看到球門(mén)，以便區分己方球門(mén)和對方球門(mén)，確定運動(dòng)的方向。

　　2） 看到的遠處的球要具有較準確的方向信息。

　　3） 看到的近處的球要具有較準確的方向和距離信息，即要求近處的觀(guān)察分辨率需要達到一定的要求。

　　4） 盡可能少地看到機器人本身（無(wú)用信息），以便更多地獲取機器人四周的環(huán)境信息。

　　根據以上要求，可將鏡面分成兩部分設計，一部分用來(lái)觀(guān)察機器人1m內的范圍，一部分觀(guān)察1米外和球門(mén)的信息。實(shí)現過(guò)程如下：

　　事先根據需要考慮整個(gè)圖像的觀(guān)察區域分布，分配不同距離區間的分辨率，然后運行仿真程序得到鏡面曲線(xiàn)和成像效果（見(jiàn)圖3），并且把鏡面曲線(xiàn)的各點(diǎn)坐標保存成數據文件，方便后期的數控車(chē)床加工提取數據。實(shí)際鏡面成像效果圖如圖4所示。

圖3 鏡面剖面圖和成像效果圖

圖4 加工完成的反射鏡面及實(shí)際鏡面成像圖

　　3 總結

　　通過(guò)虛擬仿真的計算機輔助設計方法以及鏡面逆推算法，可以方便而有效地設計出全景視覺(jué)系統的反射鏡面，滿(mǎn)足了預先設想的任務(wù)要求，在足球機器人應用良好。借助計算機輔助設計及仿真方法，產(chǎn)品設計不僅提高了效率，更提高了設計的質(zhì)量，并且能把設計集中在創(chuàng )新上而不是一些繁瑣的計算和參數細化上。

　　參考文獻：
　　[1] Simon Baker and Shree K. Nayar, A Theory of Catadioptric Image Formation[C], Computer Vision, 1998 Sixth International Conference， Published in Jan. 1998 on Page 35-48.
　　[2] José Gaspar, Claudia Décor, Jun Okamoto Jr etc., Constant Resolution Omnidirectional Cameras[C], In Proceedings of the Third Workshop on Omnidirectional Vision （OMNIVIS.02） IEEE, 2002.
　　[3] Fabio M. Marchese, and Domenico. G. Sorrenti, Mirror Design of a Prescribed Accuracy Omni-directional Vision System[C], In Proceedings of the Third Workshop on Omnidirectional Vision （OMNIVIS.02） IEEE, 2002.
　　[4] 許成珅，蔣平. 基于全維視覺(jué)的足球比賽機器人目標定位[J].微計算機信息，2005，8-3：85-87。

　　創(chuàng )新觀(guān)點(diǎn)：

　　開(kāi)發(fā)了鏡面設計仿真系統，可以設計任意需求的鏡面輪廓（包括傳統的一定曲面方程的鏡面和按需輸入區間成像分辨率的鏡面），并且根據該仿真系統設計制造了一個(gè)符合特殊任務(wù)需求的特殊曲線(xiàn)鏡面（不同于其他現有曲面）。

　　作者簡(jiǎn)介：

　　莊惠敏（1981），女，籍貫福建省，上海交通大學(xué)機械電子系機器人所研究生，研究生，主要研究方向為智能機器人全景視覺(jué)導航。

　　曹其新（1960），男，籍貫浙江省溫州，教授，博士生導師，主要研究領(lǐng)域：機器人視覺(jué)，基于網(wǎng)絡(luò )的機器人智能控制。 (end)