臺灣博碩士論文加值系統

本論文提出彩色影像辨識技術應用於機器人運動控制之方法，並針對機器足球員競賽及智慧型購物機器人系統，進行相關設計及實作。於機器足球員競賽的應用中，機器人的運動狀態可由CCD攝影機取得球場之全域影像來進行球員辨識、定位及運動控制等設計。其運動策略的規劃，於運動進行時，系統將先依球在球場上的區域位置，決定我方機器員的主體策略；之後系統再根據敵我雙方機器足球員的相對位置，以即時策略執行整合控制，此整體策略係以機動性為主要考量，期達成機器足球員間協同合作的團體運動。另一方面，本論文提出如何以區域影像辨識技術，對智慧型購物機器人進行視覺系統之設計與實現。由於購物機器人身上的CCD攝影機可取得機器人前方之即時區域影像，系統將利用影像辨識技術進行障礙物辨識、規避及導引等運動控制。此應用中，為降低導航控制面臨的環境複雜度，環境中將加入色彩導引線及路口標誌，透過標誌辨識及消失點、導航線的分析可判斷出機器人所處之相對方位及應航行之方向，供運動導引控制之用。由實驗及應用之結果來看，本文所提之架構及方法確已使機器人具有初步的彩色視覺能力。

The thesis proposes the methods of robotic mobile control by using color image recognition techniques. These methods are designed and implemented in the applications of the robot soccer competition and an intelligent shopping service robot. In the robot soccer system, the global scene of the field which the robots move in is given by a CCD camera. It makes all the status of robots clear and useful for the mobile controller design. A control strategy of “dual direction movement” is proposed in this study; it raises the mobility of each robot then increases robotic attack power. On the other part, the thesis presents how the local image recognition methods are used in the navigation control of an intelligent shopping service robot. They offer obstacle avoidance and objective guidance controls by visual servo techniques. From experimental results, one can see that the color image recognition techniques make the robots more mobile and controllable.

目　　次
摘要 iv
英文摘要 v
致謝 vi
目次 vii
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻探討 3
1.4 論文架構 6
第二章 彩色影像辨識技術 7
2.1 前言 7
2.2 色彩空間模型概述 9
2.3 全域影像及區域影像 12
2.4 本章總結 15
第三章 全域影像辨識於運動控制之設計 16
3.1 前言 16
3.2 小型機器足球員之系統描述 17
3.3 全域影像辨識系統 24
3.3.1 影像擷取 24
3.3.2 即時色塊閥值套用法 26
3.3.3 影像搜尋流程及辨識 27
3.4 運動控制系統之設計 32
3.4.1 模糊決策系統 32
3.4.2 雙面移動控制法則 34
3.4.3 即時策略 38
3.4.4 馬達驅動電路之設計 45
3.5 機器足球員之責任區編制 48
3.6 本章總結 49
第四章 區域影像辨識於運動控制之設計 50
4.1 前言 50
4.2 智慧型購物機器人之系統架構 52
4.3 區域影像辨識系統 54
4.3.1 購物機器人之導航辨識 54
4.3.2 區塊掃描之雜訊濾除 56
4.3.3 聚類成長演算法 57
4.3.4 路口標誌辨識及色彩導引線 59
4.3.5 導航方向線 62
4.4 購物機器人之導航控制器 63
4.5 購物機器人之模糊路口姿態修正控制器 71
4.6 購物機器人之路口轉彎控制器 75
4.7 導航控制器之切換與整合 83
4.8 本章總結 83
第五章 實驗結果與討論 85 11
5.1 機器足球員之影像實驗結果 85 58 17
5.2 購物機器人之影像實驗結果 93 21
第六章 結論與未來展望 98
6.1 結論 98
6.2 未來展望 99
參考文獻 100
附錄A 102

參考文獻
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