RoboCup是一个国际联合项目,宗旨是促进人工智能,机器人技术,以及相关领域的发展。RoboCup整合了大量的技术,为人工智能和智能机器人的研究提供了一个标准的问题。项目的最终目标是到2050年,发展一批完全自主人形机器人,可以在足球场上战胜人类的世界冠军队。RoboCup小型组足球机器人项目是RoboCup的一个分支,它主要着眼于在高动态环境里关于一个集中式和分布式相混合的系统的多智能体协调及控制的问题。需要将大量硬件和软件模块实现和集成进来,做出一个好的设计,组成一个强有力的机器人足球运作与决策系统。它是研究和教育领域一个非常有趣和具有挑战性的项目。硬件是小型组视觉系统的基础,直接决定视觉系统的好坏。本文首先针对Botnia2007硬件系统的不足,研究了硬件系统的选型方法,选定了新的Botnia2008视觉硬件系统,提高了硬件处理能力。小型组的视觉软件系统分为图像采集、颜色分割、图像校正、和对象位姿计算四个大模块。其中图像采集由采集板卡提供配套SDK解决,其余三部分是本文研究重点。在颜色分割方面,本文分析了上一代视觉系统中采用RGB颜色空间存在的抗干扰差的问题,以及基于动态窗口搜索方法存在的不能处理高速运动对象、可靠性低等问题,改用HSV颜色空间,并采用快速颜色分割和整帧扫描方法,解决了这些问题。提高了系统的可靠性。在图像校正方面,本文在Tsai标定算法方面作了一些探索。在对象位姿计算方面,本文设计了机器人识别色标模板,提出了一种对机器人对象识别结果进行筛选的办法,提高了对象识别鲁棒性。