Development of Control Algorithm for Team Game Strategy Using Image Processing

Abstract

Keywords

• Team game,Image processing,Robot control,Optimization

Takım Oyunu Stratejisi için Görüntü İşleme Kullanan Kontrol Algoritmasının Geliştirilmesi

Öz

Bu çalışmada futbol robotlarının kontrolü için görüntü işleme tabanlı gerçek zamanlı bir yöntem önerilmiştir. Robotlar için hazırlanmış futbol sahası üzerine kameralar yerleştirilerek görüntüler alınmaktadır. Alınan görüntüler üzerinde arka plan çıkarımı yöntemi ile robotlar ve top tespiti yapılmaktadır. Görüntü işleme yöntemleri ile tespit edilen topun hızı ve hareketi hesaplanmaktadır. Topa en yakın robotun hızı ve hareket yönü hesaplanarak robot kontrol edilmektedir. Önerilen yöntem literatürdeki mevcut çalışmalar ile karşılaştırıldığında, avantajları ve dezavantajları mevcuttur. Bu çalışmada robotların birbirleri ile haberleşmesine gerek kalmadan tamamen görüntü işleme sonucuna göre kontrol edilebilmeleri literatürden farklı en önemli özelliğidir. Ayrıca her robot üzerinde kamera bulunması yerine sadece sahanın üzerindeki kamera ile işlemlerin yapılması yöntemin maliyetini düşürmektedir. Bu çalışmada futbol robotları yerine uzaktan kumanda edilebilen araçlar kullanılmıştır. Bu araçların hareket kabiliyeti futbol robotlarına göre sınırlıdır. Fakat önerilen yöntemin maliyeti literatürdeki çalışmalara göre oldukça düşüktür. Önerilen çalışmayı doğrulamak için deneysel ortam üzerinden yöntem uygulanmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar önerilen görüntü işleme yöntemi ile tüm robotların kontrol edilebileceğini göstermektedir.  

Anahtar Kelimeler

• Takım oyunu,Görüntü işleme,Robot kontrol,Optimizasyon

References

1. Agrawal, G., & Karlapalem, K., (2016), “Wheeled robots playing chain catch: strategies and evaluation”, In Proceedings of the 2016 International Conference on Autonomous Agents & Multiagent Systems ss. 1283-1284.
2. Bin Romlan, M. F. A., Parasuraman, S., Khan, M. A., & Elamvazuthi, I. (2017), “Motion synchronization of humanoid robot for playing soccer and ball detection methods”, IEEE 3rd International Symposium in Robotics and Manufacturing Automation (ROMA), ss. 1-4
3. Başlar, İ., (2012), “Tüm Gökyüzü Kamerasından Alınan Görüntüler Kullanılarak Bulutluluk Ölçümü Yapılması”, Türkiye Bilimsel Ve Teknolojik Araştırma Kurumu.
4. Ford, A., & Roberts, A., (1998), “Colour space conversions”, Westminster University, London, ss. 1-31.
5. Genter, K., Laue, T., & Stone, P., (2015), “The robocup 2014 spl drop-in player competition: Encouraging teamwork without precoordination”, In Proceedings of the 2015 International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems ss. 1745-1746.
6. Gerndt, R., Seifert, D., Baltes, J. H., Sadeghnejad, S., & Behnke, S., (2015), “Humanoid robots in soccer: Robots versus humans in RoboCup 2050”, IEEE Robotics & Automation Magazine, 22(3), ss. 147-154.
7. Khandelwal, P., & Stone, P., (2011), “A low cost ground truth detection system for RoboCup using the Kinect,” In Robot Soccer World Cup ss. 515527.
8. Lu, H., Zhang, H., Xiao, J., Liu, F., & Zheng, Z., (2008), “Arbitrary ball recognition based on omnidirectional vision for soccer robots”, In Robot Soccer World Cup ss. 133-144.

9. Martins, D. A., Neves, A. J., & Pinho, A. J., (2008), “Real-time generic ball recognition in RoboCup domain”, In Proc. of the 3rd International Workshop on Intelligent Robotics, IROBOT ss. 37-48.
10. Mayer, G., Utz, H., & Kraetzschmar, G., (2002), “Towards autonomous vision self-calibration for soccer robots”, International Conference on Intelligent Robots and Systems, IEEE/RSJ Cilt. 1, ss. 214-219.
11. Mitri, S., Frintrop, S., Pervolz, K., Surmann, H., & Nuchter, A., (2005), “Robust object detection at regions of interest with an application in ball recognition”, In Robotics and Automation, 2005. IEEE International Conference on ICRA 2005. Proceedings of the 2005 ss. 125-130.
12. Neves, A. J., Corrente, G. A., & Pinho, A. J., (2007), “An omnidirectional vision system for soccer robots”, In Portuguese Conference on Artificial Intelligence ss. 499-507.
13. Neves, A. J., Martins, D. A., & Pinho, A. J., (2008), “A hybrid vision system for soccer robots using radial search lines”, In Proc. of the 8th Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions, Portuguese Robotics Open-ROBOTICA ss. 51-55.
14. Neves, A. J., Pinho, A. J., Martins, D. A., & Cunha, B., (2011), “An efficient omnidirectional vision system for soccer robots: From calibration to object detection”, Mechatronics, Cilt. 21, No. 2, ss. 399-410.
15. Wang, X., Zhang, H., Lu, H., & Zheng, Z., (2010), “A new triple-based multi-robot system architecture and application in soccer robots”, In International Conference on Intelligent Robotics and Applications ss. 105-115.
16. Wilson, S., Gameros, R., Sheely, M., Lin, M., Dover, K., Gevorkyan, R., ... & Berman, S., (2016), “Pheeno, a versatile swarm robotic research and education platform”, IEEE Robotics and Automation Letters, Cilt. 1 No. 2, ss. 884-891.
17. Xiong, D., Xiao, J., Lu, H., Zeng, Z., Yu, Q., Huang, K., ... & Zheng, Z. ,(2016), “The design of an intelligent soccer-playing robot”, Industrial Robot: An International Journal, 43(1), ss. 91-102.
18. Zhang, H., Lu, H., Wang, X., Sun, F., Ji, X., Hai, D., ... & Zheng, Z., (2008), “Nubot team description paper”, RoboCup 2008 Suzhou.