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研究生:吳坤泰
研究生(外文):Wu, Kune Tai
論文名稱:雷射導引之影像追蹤系統
論文名稱(外文):Laser-guided Image Tracking System
指導教授:陳建祥
指導教授(外文):Chen Jian Shiang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1993
畢業學年度:81
語文別:中文
中文關鍵詞:雷射影像追蹤
外文關鍵詞:LaserImageTracking
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本文的目的在於設計一個單相機即時影像追蹤系統。利用一部CCD相機及
一支氦氖雷射,當物體進入相機之取像範圍時,影像系統定位出其平面位
置,然後驅動雷射束追蹤物體;為了取得物體之景深,同時令影像中心追
蹤雷射光點中心。經由適當的校正程序,可以得到在固定背景上運動物體
之三維座標。這樣做的優點在於:(1)非接觸性量測,容易架設在不同環
境;(2)避免雙相機系統之複雜運算,能以較低之成本做到即時追蹤;(3)
利用雷射輔助取得景深可以避免雙相機系統浪費一軸的缺點,也能補償單
相機系統資訊之不足。硬體架構之驅動部份是用四個LM628精密定位控制
晶片所設計成的四軸控制器,及Encoder Mike致動器所構成。 LM628經由
匯流排與中央處理單元通訊,接受命令,然後根據編碼器的回授位置訊號
,以內部之比例積分微分控制器,獨立控制單軸之運動,因此可以節省中
央處理單元之運算時間,達到即時處理之需求。系統參數之校正採用Tsai
氏的相機模式來校正CCD之參數,並配合最佳化之位置估測技術以決定系
統內元件之相關位置。以非間條掃瞄模式規劃即時影像處理,當物體進入
取像範圍,由圖心法算出雷射光點之中心,計算與物體中心之位置差,然
後下命令至控制器,使光點中心與物體中心重合;影像中心追蹤光點中心
之方式亦然。由PC-486之快速運算能力及簡單之追蹤法則,可以由實驗驗
證,所設計之系統能夠根據空間之位置資料,在雷射的導引下有效的追蹤
到目標物。系統在景深75cm且有效追蹤的情況下,穩態之相對誤差在5mm
之內;藉由HP5527雷射量測系統之量測值作為標準量,可以驗證系統之量
測精確度,其穩態標準差在0.2mm以內。

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