本論文的研究目的是發展一台搭配雷射測距儀與光編碼器的自走車。首先，自走車在搭配攝影機的情況下，經過色彩空間轉換、形態侵蝕以及中值濾波等影像處理後，計算出白線的形心位置。接著，自走車在搭配雷射測距儀的情況下，計算極座標上一維資料的曲率以及查詢已建置好的拓樸地圖。最後，實驗結果證實車子能夠成功地追蹤白線以及在牆壁間前進。

This paper develops an autonomous mobile robot using two sensors, camera and laser rangefinder. First, we combine this mobile robot with camera. The method consists of four modules: color space transformation, morphological erosion, median filter and centroid calculation. Second, we combine this mobile robot with laser rangefinder. The method consists of two modules: curvature estimation in polar coordinate system and topological map built in advanced. Finally, experimental results show that this mobile robot can successfully track the white line on camera and move between the walls on laser rangefinder.

致謝 I
摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機及目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究貢獻 5
1.4 論文架構 5
第二章 系統架構 6
2.1 車體機構 6
2.2電源電路 7
2.3 軟硬體設備 8
2.4 感測器單元 9
2.4.1 光編碼器 9
2.4.2攝影機 11
2.4.3 雷射測距儀 11
2.5 系統架構 12
第三章 攝影機與馬達控制 14
3.1 色彩處理 14
3.2 雜訊濾除 17
3.2.1 形態侵蝕 17
3.2.2 影像平滑 18
3.3 特徵抽取 19
3.3 白線追蹤策略 20
3.4 無白線旋轉設定 22
第四章 雷射測距儀與自走車定位 24
4.1 地圖建置 24
4.1.1 設立狀態點 24
4.1.2 狀態點座標 25
4.2 路徑規劃 26
4.2.1 最短路徑計算 26
4.3 雷射測距儀 29
4.3.1 二維表示 29
4.3.2 訊號過濾 30
4.3.3 曲率特徵 31
4.3.4 斷點偵測 33
4.3.5 距離特徵與物體合併 34
4.4 自走車行走控制 35
4.4.1直線行走補償 35
4.4.2路口旋轉 36
4.5 自走車行走策略 37
第五章 實驗與結果 41
5.1 實驗環境 41
5.2 實驗結果 42
第六章 結論與建議 50
6.1 結論 50
6.2 建議 50
參考文獻 52

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