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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林永儒
論文名稱:室內型導覽機器人之系統設計
指導教授:莊謙本莊謙本引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣師範大學
系所名稱:工業教育學系
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:室內型導覽機器人LabVIEW人機介面智慧型行為控制
相關次數:
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透過導覽機器人在公共空間中的實際應用,除了能吸引人們的注意及興趣外,更能有效減少人力資源的使用。因此,本研究係採用微星科技公司所出產的id-Robot 輪式機器人開發平台,並結合運動控制系統、人機介面系統、多媒體控制及智慧型行為控制,設計出ㄧ台能夠取代導覽員,帶領參觀者到各展示品位置進行導覽服務,且在行進的過程中還能確保展示品、參觀者及機構本身之安全的室內型導覽機器人。
本論文所提出的導覽機器人之系統設計理念,包括有目標追蹤、障礙物迴避、遠端監控及自助導覽等功能,藉由機器人實驗平台及LabVIEW圖控程式的整合,發展出ㄧ實用的室內型導覽機器人系統。其中,我們利用超音波感測器作為未知環境的檢測,取得障礙物資訊,並以空間向量的概念,讓機器人避開障礙物,到達指定的目的地,避免其在導覽環境中漫無目的地行進。由幾個實驗的結果來看,本研究在經費極為有限的情況下,已完成一室內型導覽機器人之雛形,且具有在實際環境中進行帶客導覽服務的能力。
中文摘要 i
英文摘要 ii
致  謝 iii
目  錄 iv
圖 目 錄 vi
表 目 錄 ix
第一章 緒 論 1
1.1 研究背景及動機 2
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 4
1.5 論文架構 6
第二章 文獻探討 7
2.1 導覽機器人的發展簡介 7
2.2 國際導覽機器人之相關研究及技術分析 9
2.3 國內導覽機器人之相關研究及技術分析 16
第三章 室內型導覽機器人之系統架構 21
3.1 機械結構 22
3.2 控制中樞 24
3.3 通訊介面 27
3.4 驅動系統 29
3.5 電源系統 30
3.6 感測器介紹與配置 31
3.6.1 超音波感測器 32
3.6.2 紅外線感測器 39
3.7 LabVIEW 環境介紹 42
3.7.1 LabVIEW 軟體簡介 42
3.7.2 LabVIEW 工作介面概述 46
3.7.3 LabVIEW 呼叫外部DLL 47
3.7.4 ActiveX元件 49
3.7.5 遠端人機介面 50
第四章 室內型導覽機器人之功能設計 54
4.1 機器人運動方程式 55
4.2 目標追蹤之行為設計 58
4.3 障礙物迴避模式 59
4.3.1 靜態障礙物迴避機制 61
4.3.2 動態障礙物迴避機制 63
4.4 未知環境地圖之建立 65
4.5 遠端監控之人機介面系統 68
4.6 自助導覽之人機介面系統 73
第五章 室內型導覽機器人之實現 77
5.1 障礙物迴避實驗 77
5.2 未知環境地圖建立實驗 95
5.3 遠端監控實驗 97
5.4 自助導覽實驗 99
第六章 結論與未來研究方向 103
6.1 結論 103
6.2 未來研究方向 104
參考文獻 106
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