机器人足球比赛是足球运动与机器人学、人工智能、行为决策等高新技术相结合的产物,是一个很好的实践平台。本文以小型组足球机器人为研究对象,主要研究视觉相机的标定、彩色图像分割的阈值校准、机器人场地的校准、机器人位姿的确定和机器人路径规划。本文的主要研究内容如下:首先,为了提高相机校准精度,提出了一种使用平均像素误差来衡量标准精度的方法,并采用张正友棋盘法对相机完成了参数标定。针对光照对彩色图像分割阈值影响的问题,提出了一种阈值分量标定方法,并进行了对比试验。其次,建立了图像坐标系与场地坐标系转换数学模型,针对设备安装过程中相机与场地之间存在的偏转问题,对数学模型进行了修正。提出了一种基于形状模板匹配的场地标定方法,并且对场地进行了校准实验。再次,建立了适用于本文机器人色标的位姿描述数学模型,并对机器人高度造成的实际位置与目标识别位置之间的差值进行了补偿,对机器人的位置、方向角和标号进行了识别实验。最后,研究了机器人路径规划的常用方法,在人工势场法的基础上,针对其收敛速度的问题,建立了步长评价函数,将机器人相邻两步的受力及机器人的方向角引入步长评价函数,并进行了对比试验。