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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于網(wǎng)格算法的機(jī)器魚頂球策略改進(jìn)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 該實(shí)驗(yàn)計(jì)劃對(duì)整個(gè)攝像頭捕獲的視頻圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣可以將機(jī)器魚或水球定位到某個(gè)網(wǎng)格范圍內(nèi)，從而可以得到它們的準(zhǔn)確位置，以便進(jìn)行快速的路徑規(guī)劃和協(xié)調(diào)控制。 實(shí)驗(yàn)中希望能夠通過(guò)參數(shù)來(lái)確定控制網(wǎng)格的稀密程度的方法，這樣可以通過(guò)參數(shù)準(zhǔn)確定位機(jī)器魚和水球的位置。
- 詳細(xì)介紹：
- 機(jī)器魚比賽中，魚需要發(fā)現(xiàn)水球并把水球按照預(yù)定位置頂過(guò)去，準(zhǔn)確定位球和魚的位置以便做出正確決策的問(wèn)題就顯得尤為重要。一般魚頂球策略是根據(jù)魚與球之間的距離和夾角來(lái)調(diào)整魚的轉(zhuǎn)向，以此來(lái)完成頂球過(guò)程中的進(jìn)攻和防守任務(wù)。但受到水波的影響，水球和魚的位置很難準(zhǔn)確定位，另外，懸掛在水池中心正上方的攝像頭對(duì)于水池中不同位置的水球和魚的圖像的攝取和定位也存在一定的偏差，因此本實(shí)驗(yàn)計(jì)劃采用基于網(wǎng)格的算法對(duì)機(jī)器魚的頂球策略進(jìn)行改進(jìn)。 該實(shí)驗(yàn)計(jì)劃對(duì)整個(gè)攝像頭捕獲的視頻圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣可以將機(jī)器魚或水球定位到某個(gè)網(wǎng)格范圍內(nèi)，從而可以得到它們的準(zhǔn)確位置，以便進(jìn)行快速的路徑規(guī)劃和協(xié)調(diào)控制。因此，如何對(duì)視頻圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分是個(gè)重要問(wèn)題，如果網(wǎng)格過(guò)密，雖然可以得到更精確的方位數(shù)據(jù)，但勢(shì)必會(huì)增加計(jì)算的復(fù)雜程度，而且計(jì)算出的精度還有可能被機(jī)器魚在水中游動(dòng)的非線性特性所抵消；反之，如果網(wǎng)格過(guò)疏，則又可能達(dá)不到所要求的控制精度。 實(shí)驗(yàn)中希望能夠通過(guò)參數(shù)來(lái)確定控制網(wǎng)格的稀密程度的方法，這樣可以通過(guò)參數(shù)準(zhǔn)確定位機(jī)器魚和水球的位置。網(wǎng)格法定位不僅可以適用于單魚頂球策略的改進(jìn)問(wèn)題，對(duì)于多條魚的協(xié)調(diào)配合頂球問(wèn)題，也有改進(jìn)作用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 通過(guò)網(wǎng)格算法來(lái)提高機(jī)器魚頂球算法的執(zhí)行效率，并且能夠在機(jī)器魚比賽的時(shí)候打贏其他的算法。 基本思路： 1.首先對(duì)整個(gè)視頻圖像捕獲區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格初始化，選擇機(jī)器魚的體長(zhǎng)L作為基準(zhǔn)單位，把整個(gè)視頻圖像劃分為一個(gè)矩陣空間。 2.根據(jù)視頻圖像及網(wǎng)格確定水球和機(jī)器魚所在的網(wǎng)格范圍。 3.用直線將他們連接，對(duì)連線進(jìn)行等分處理，判斷各等分點(diǎn)所在的網(wǎng)格狀態(tài)字。 4.如果第一個(gè)等分點(diǎn)所在的網(wǎng)格的狀態(tài)字S1為0，則控制機(jī)器魚游向第一個(gè)等分點(diǎn)，然后將現(xiàn)所處網(wǎng)格的狀態(tài)字更新為1，否則等待至S1=0。由于球的位置不斷變化，所以魚頂球的路徑也將隨之作相應(yīng)的變化，重復(fù)執(zhí)行2～5步驟，直到將球送入球門。 我們是全國(guó)第一個(gè)將網(wǎng)格算法付諸實(shí)踐的團(tuán)隊(duì)，我們運(yùn)用平時(shí)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，軟件體系結(jié)構(gòu)和C/C++等知識(shí)，全憑自己對(duì)網(wǎng)格算法的理解來(lái)實(shí)施算法，且我們的算法都是經(jīng)過(guò)實(shí)際機(jī)器魚應(yīng)用成功的。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 機(jī)器魚算法在海洋探測(cè)和軍事應(yīng)用等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用價(jià)值.，可以用于探測(cè)水中的污染物。這些機(jī)器魚的身上將安裝傳感器，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)河水中的各種污染物，并利用GPS裝置將數(shù)據(jù)適時(shí)傳給研究人員，并繪制河水的3D污染圖。用于對(duì)除污有很大的使用價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 6月13號(hào)通過(guò)了終期檢查。
作品所處階段
- 作品現(xiàn)已基本完成。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)培訓(xùn)
作品可展示的形式
- 視頻，論文
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該作品使用了，網(wǎng)格算法技術(shù)，適用于機(jī)器魚水球比賽，通過(guò)本算法可以進(jìn)行水下的探測(cè)。
同類課題研究水平概述
- 我們是全國(guó)第一個(gè)將網(wǎng)格算法付諸實(shí)踐的團(tuán)隊(duì)，我們運(yùn)用平時(shí)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，軟件體系結(jié)構(gòu)和C/C++等知識(shí)，全憑自己對(duì)網(wǎng)格算法的理解來(lái)實(shí)施算法，且我們的算法都是經(jīng)過(guò)實(shí)際機(jī)器魚應(yīng)用成功的。
